Astronomové mají jasno v tom, jak efektní bude zánik Slunce

Planetární mlhoviny – impozantní zářící prstence mezihvězdného plynu a prachu – vyznačují konec aktivního života 90 % všech hvězd. Dlouhá léta si však astronomové nebyli zcela jisti, jestli bude i Slunce čekat stejný osud. Nyní profesor Albert Zijlstra z University of Manchester se svými spolupracovníky tvrdí, že Slunce v závěru svého života vytvoří jen slabou planetární mlhovinu. Článek byl publikován 7. května 2018 v časopise Nature Astronomy.

Albert Zijlstra vytvořil se svými spolupracovníky nový model, který předvídá životní cyklus hvězd. Model byl použit k předpovědi jasnosti (svítivosti) vyvržené hvězdné obálky pro hvězdy různých hmotností a stáří.

Když hvězda umírá, vyvrhuje hmotu v podobě plynu a prachu – označovanou jako hvězdná obálka – do okolního prostoru,“ vysvětluje profesor Zijlstra. „Obálka může představovat až polovinu hmotnosti hvězdy. To znamená, že hvězdné jádro, v němž bylo v tomto okamžiku již spotřebováno veškeré palivo pro jaderné reakce, je nakonec odhaleno a postupně chladne.“

Když hvězda odvrhne svoji obálku, vzniklá mlhovina září jasně po dobu zhruba 10 000 let – což je z hlediska astronomie velmi krátké období. Některé mlhoviny jsou tak jasné, že mohou být pozorovány z mimořádně velkých vzdáleností desítek miliónů světelných roků, odkud by samotné hvězdy byly příliš slabé na to, abychom je mohli spatřit.“

TIP:   Hlubinami vesmíru s dr. Martinem Urbancem (2/2)

Nový model rovněž řeší další problém, který byl pro astronomy nepochopitelný více než čtvrt století. Přibližně před 25 lety astronomové zjistili, že pokud pozorujeme planetární mlhoviny v sousedních galaxiích, ty nejjasnější mají vždy stejnou jasnost.

Avšak zatímco pozorovatelská data naznačují, že to bylo správné, počítačové modely tvrdí něco jiného. „Staré, málo hmotné hvězdy by měly vytvořit mnohem slabší planetární mlhoviny než mladé, mnohem hmotnější hvězdy,“ říká Albert Zijlstra.

Z dat vyplývá, že jasné planetární mlhoviny by se mohly vytvořit z hvězd o malé hmotnosti jako Slunce. Z počítačových modelů však vyplývá, že není možné, aby jakákoliv hvězda s hmotností menší než zhruba dvojnásobek hmotnosti Slunce vytvořila planetární mlhovinu příliš slabou na to, abychom ji mohli pozorovat.“

Nový model ukazuje, že po odvržení obálky se hvězda zahřeje více než 3× rychleji, než vyplývalo z dřívějších modelů. To umožňuje málo hmotným hvězdám, jako je naše Slunce, mnohem snadnější vytvoření jasné planetární mlhoviny.

Astronomové zjistili, že podle nového modelu je Slunce téměř přesně na nejnižší hmotnosti hvězdy, která ještě vytváří viditelnou, i když slabou, planetární mlhovinu. Hvězdy dokonce jen o několik procent méně hmotné již pozorovatelnou planetární mlhovinu nevytvoří.

Zjistili jsme, že hvězdy s hmotností méně než 1,1 hmotnosti Slunce vytvářejí nejslabší planetární mlhoviny a hvězdy více než 3× hmotnější než Slunce naopak nejjasnější mlhoviny, avšak pokud jde o zbývající hvězdy, předpokládané jasnosti planetárních mlhovin jsou velmi blízké tomu, co bylo pozorováno,“ říká Albert Zijlstra.

To je příznivý závěr. Nejen že nyní máme způsob k určení přítomnosti hvězd ve věku několika miliard roků ve vzdálených galaxiích, což je oblast, která je mimořádně obtížná pro výzkum a dokonce jsme tak zjistili, jak bude vypadat zánik Slunce zhruba za 10 miliard roků.“

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (Sci-News, SciTechDaily), autor: František Martínek, foto: Sci-News.com, WIYN/NOAO/NSF. Doporučený odkaz: The mysterious age invariance of the planetary nebula luminosity function bright cut-off