@ 2022.11.14 , 17:51

再一次确认了太阳“死后”的形态——行星状星云

一开始,天文学家认为太阳死后会变成一团行星状星云——由气体和宇宙尘埃组成的发光气泡——但后来的证据又表明,太阳的质量稍有不足。

一支国际天文学家团队在2018年再次翻转结论,发现行星状星云确实是太阳最有可能的结果。

太阳约有46亿岁。根据对其他恒星的观测,天文学家预测它将在大约 100 亿年后达到生命尽头。

当然,中间还会发生别的事情。在大约50亿年后,太阳将变成一颗红巨星。恒星的核心会缩小,但外层会扩展到火星轨道,在这个过程中吞没我们的地球——如果它还在那里的话。

有一件事是肯定的:到那时,人类肯定已经不在地球上了。事实上,除非我们找到新的家园,否则人类还剩下大约10亿年的时间。因为太阳的亮度每十亿年增加约10%。

10%听起来还算OK?但其实那足以终结地球上的生命。我们的海洋会蒸发,表面会变得太热而无法形成水。

红巨星之后发生的事情,现在还很难确定。先前的几项研究发现,为了形成明亮的行星状星云,恒星需要2倍太阳质量。

然而,2018 年有模拟显示,与 90% 的其他恒星一样,我们的太阳最有可能从红巨星缩小为白矮星,最终化为行星状星云。

“当一颗恒星死亡时,它会将大量气体和尘埃——称之为包层——喷射到太空中。包层可以达到恒星质量的一半。把恒星的核心裸露在外。燃料耗尽,最终死亡。”该论文的作者之一、英国曼彻斯特大学的天体物理学家 Albert Zijlstra 解释道。

“到那时,炽热的核心才能让喷射出的包层在大约 10000 年内发出明亮的光芒——这在天文学中是一个短暂的时期。这就是使行星状星云可见的原因。有些是如此明亮,以至于可以从数百万光年的极远距离上看到它们。须知,在这一距离恒星原本的光太微弱,正常是无法看到的。”

行星状星云在整个可观测宇宙中相对常见,其中著名的有螺旋星云、猫眼星云、环形星云和泡泡星云。

它们之所以被命名为行星状星云,并不是因为它们与行星有任何关系,而是因为当威廉·赫歇尔在 18 世纪后期发现第一批行星状星云时,它们的外观与当时的望远镜中的行星相似。

大约 30 年前,天文学家注意到一些奇怪的事情:其他星系中最亮的行星状星云都具有大致相同的亮度。这意味着,至少在理论上,通过观察其他星系中的行星状星云,天文学家可以计算出它们的距离。

数据表明这是正确的,但模型与之相矛盾,自那以来一直困扰着科学家。

“老的、低质量的恒星应该比年轻的、质量更大的恒星产生更暗淡的行星状星云。现在却是相同的亮度,这已成为过去25年里的学术冲突之源。”Zijlstra说,“数据表明你可以从像太阳这样的低质量恒星获得明亮的行星状星云,模型说这是不可能的,任何小于太阳质量两倍的东西都会让行星状星云太暗而无法看到。”

2018 年的模型通过降低死亡恒星的质量门槛,解决了这个问题。

质量小于太阳 1.1 倍的恒星不会产生可见的星云。另一方面,质量比太阳大 3 倍的恒星会产生更亮的星云。

对于介于两者之间的所有其他恒星,理论预测的亮度非常接近观测到的亮度。

“这是一个很好的结果,”Zijlstra 说。 “我们现在不仅有办法测量遥远星系中年龄为数十亿年的恒星的存在,这是一个非常难以测量的范围,我们甚至发现了太阳死后的样子! "

https://www.sciencealert.com/scientists-figured-out-when-and-how-our-sun-will-die-and-it-will-be-epic

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