يبلغ عمر الشمس حوالي 4.6 مليار سنة - تقاس بعمر الأجسام الأخرى في النظام الشمسي التي تشكلت في الوقت نفسه تقريبا. وبناء على ملاحظات النجوم الأخرى، يتوقع علماء الفلك أنها ستصل إلى نهاية عمرها في حوالي 10 مليارات سنة أخرى.
وهناك أشياء أخرى ستحدث على طول الطريق بالطبع. في غضون حوالي 5 مليارات سنة، من المقرر أن تتحول الشمس إلى عملاق أحمر. وسيتقلص لب النجم، لكن طبقاته الخارجية ستمتد إلى مدار المريخ، وتبتلع كوكبنا في هذه العملية.
وهناك أمر واحد مؤكد: بحلول ذلك الوقت، من المؤكد أننا لن نكون موجودين. وفي الواقع، لم يتبق للإنسانية سوى مليار سنة ما لم نجد طريقة للابتعاد عن هذه الصخرة. وذلك لأن سطوع الشمس يزداد بنحو 10٪ كل مليار سنة.
ولا يبدو هذا كثيرا، لكن الزيادة في السطوع ستنهي الحياة على الأرض. وستتبخر محيطاتنا، وسيصبح السطح ساخنا جدا بحيث يتعذر تكوين الماء. ووجدت العديد من الدراسات السابقة أنه من أجل تكوين سديم كوكبي لامع، يجب أن يكون النجم الأولي ضعف كتلة الشمس.
ومع ذلك، استخدمت دراسة 2018 النمذجة الحاسوبية لتحديد أنه، مثل 90% من النجوم الأخرى، من المرجح أن تتقلص شمسنا من عملاق أحمر لتصبح قزما أبيض ثم تنتهي كسديم كوكبي.
وعندما يموت نجم، فإنه يقذف كتلة من الغاز والغبار - تُعرف باسم غلافه - في الفضاء. ويمكن أن يصل الغلاف إلى نصف كتلة النجم. وهذا يكشف عن قلب النجم، والذي يتم تشغيله في هذه المرحلة من حياة النجم. وقال عالم الفيزياء الفلكية ألبرت زيلسترا من جامعة مانشستر في المملكة المتحدة، أحد معدي الورقة البحثية: "يجعل اللب الساخن الغلاف المقذوف يلمع بشكل ساطع لحوالي 10000 عام - فترة وجيزة في علم الفلك. وهذا ما يجعل السديم الكوكبي مرئيا. بعضه ساطع جدا بحيث يمكن رؤيته من مسافات كبيرة للغاية تقاس بعشرات ملايين السنين الضوئية".
ويتنبأ نموذج البيانات الذي أنشأه الفريق في الواقع بدورة حياة أنواع مختلفة من النجوم، لمعرفة سطوع السديم الكوكبي المرتبط بكتل النجوم المختلفة.
وتعد السدم الكوكبية شائعة نسبيا في جميع أنحاء الكون المرئي، ومن أشهرها سديم اللولب والسديم الحلقي، وسديم الفقاعة.
وسُميت بالسدم الكوكبية ليس لأنها في الواقع لها علاقة بالكواكب، ولكن لأنه عندما اكتشف ويليام هيرشل أولها في أواخر القرن الثامن عشر، كانت مشابهة في مظهرها للكواكب من خلال التلسكوبات في ذلك الوقت.
ومنذ ما يقرب من 30 عاما، لاحظ علماء الفلك شيئا غريبا: السدم الكوكبية الأكثر سطوعا في المجرات الأخرى تتمتع جميعها بمستوى السطوع نفسه. وهذا يعني أنه، من الناحية النظرية على الأقل، من خلال النظر إلى السدم الكوكبية في المجرات الأخرى، يمكن لعلماء الفلك حساب بعدها.
وأظهرت البيانات أن هذا كان صحيحا، لكن النماذج ناقضته، الأمر الذي أثار حفيظة العلماء منذ حدوث هذا الاكتشاف.
وقال زيلسترا: "النجوم القديمة ذات الكتلة المنخفضة يجب أن تصنع سدما كوكبية أكثر خفوتا من النجوم الشابة والأكثر ضخامة. وأصبح هذا مصدرا للصراع على مدار الـ 25 عاما الماضية. وتشير البيانات إلى أنه يمكن الحصول على سديم كوكبي لامع من نجوم منخفضة الكتلة مثل الشمس، وأوضحت النماذج أن ذلك غير ممكن، فأي شيء أقل من ضعف كتلة الشمس سيعطي سديما كوكبيا باهتا للغاية بحيث لا يمكن رؤيته".
ونجحت نماذج 2018 في حل هذه المشكلة من خلال إظهار أن الشمس تقترب من الحد الأدنى لكتلة نجم يمكنه إنتاج سديم مرئي.
وحتى النجم الذي تقل كتلته عن 1.1 مرة كتلة الشمس لن ينتج سديما مرئيا. ومن ناحية أخرى، فإن النجوم الأكبر التي تصل كتلتها إلى 3 أضعاف كتلة الشمس، ستنتج السدم الأكثر إشراقا.
وبالنسبة لجميع النجوم الأخرى الواقعة بينهما، فإن السطوع المتوقع قريب جدا مما رصد.
وقال زيلسترا: "هذه نتيجة جيدة. ليس لدينا الآن فقط طريقة لقياس وجود النجوم على مدى عدة مليارات من السنين في المجرات البعيدة، وهو نطاق يصعب قياسه بشكل ملحوظ، بل اكتشفنا أيضا ما ستفعله الشمس عندما تموت!".
ونُشر البحث في مجلة Nature Astronomy.
المصدر: ساينس ألرت