我们知道太阳总有一天会走向人生终点,但它死后的模样是否会跟其他恒星一样?一个国际天文学家团队现在透过新颖恒星数据模型预测,中等质量的太阳灭亡之后也会形成一个巨大环,称为行星状星云(planetary nebula),并持续于宇宙中发光万年才殒灭。
90% 恒星都以行星状星云为人生结尾,在宇宙中,行星状星云挺常见,比如著名的螺旋星云(Helix Nebula)、猫眼星云(Cat’s Eye Nebula)、环状星云(Ring Nebula)、气泡星云(Bubble Nebula)等。但过去 25 年来,科学家始终不确定我们的太阳是否也会遵循这命运:一派科学家认为太阳质量过小,根本无法形成可见的行星状星云。
▲ 哈伯太空望远镜于 2016 年拍摄的气泡星云。(Source:By ESA/Hubble (Hubble Space Telescope) [CC BY 3.0], via Wikimedia Commons)
行星状星云是恒星演化至老年的红巨星阶段,恒星外层气体壳向外膨胀,来自高温行星状星云核心(planetary nebula nucleus,PNN)的紫外线辐射再将被驱散的气体电离,吸收紫外线的高能气体壳围绕着中央恒星发出朦胧萤光,成为一个色彩鲜艳的行星状星云。但相较于恒星长达数十亿年岁月的一生,行星状星云只存在几万年,是很短暂的现象。
为了解恒星的生命周期及最后样貌,英国曼彻斯特大学(The University of Manchester)天文物理学家 Albert Zijlstra 领导的团队现在开发出一种新恒星数据模型,可用于预测不同质量与年龄的恒星最后喷射出的尘埃气体外壳(envelope)发光度,看看太阳最终变成的行星状星云是否过于微弱不可见。
先前几项研究发现,一颗恒星最后若想变成明亮行星状星云,其质量至少需达太阳质量的 2 倍,但新模型表明,就和其余 90% 恒星结局一样,像太阳这样的低质量恒星刚好是产生可见星云的下限,太阳会在最后阶段从红巨星变成白矮星,然后以明亮的行星状星云结束此生。
(Source:曼彻斯特大学)
这些喷射而出的气体外壳质量可以达到恒星本身质量一半,科学家预测太阳约 50 亿年后变成红巨星,气体外壳会扩展到现今的火星轨道附近。
有一点可以确定的是,人类到那时候已经不在地球了,事实上由于太阳亮度每 10 亿年增加约 10%,届时足以蒸发海洋、地表热到液态水无法维持,人类灭绝期限最多也只剩 10 亿年,除非我们找到摆脱地球并移民外星的办法。
- Scientists Have Figured Out When And How Our Sun Will Die, And It’s Going to Be Epic
- When the sun dies it will turn into a bright dust ring for 10,000 years
- What will happen when our sun dies?
(首图为示意图,非太阳本身,来源:欧洲太空总署)