你能想象，幾十億年後，我們的太陽将成為行星狀星雲嗎？

太陽的生命周期始于46億年前。大概在45億到55億年間，當它耗盡本身的氫和氧的時候，它将進入紅矮星分支階段（RGB），那時候太陽的大小将擴大到現在的好幾倍，甚至可能消費地球。然後，當太陽到達生命周期的盡頭，人們相信它會吹走自己的外層，成為一顆白矮星。

天文學家還不确定這将如何發生，以及我們的太陽是否最終會成為行星狀星雲（就像我們宇宙中的大多數其他恒星一樣）。不過，多虧了一個國際天文學家小組的最新研究。現在，我們知道：太陽會以這種形式結束其生命周期——變成一個由發光的星際氣體和塵埃組成的巨大環，我們稱之為行星星雲。

他們的研究，題為“行星星雲光度函數的神秘年齡不變性”，發表在科學雜志《自然》上。這項研究由波蘭哥白尼大學天體物理學家Krzysztof Gesicki領導，其中包括曼徹斯特大學教授Albert Zijlstra和M Miller Bertolami，以及阿根廷天文學家Instituto de Astrofísica de La Plata。

圖解：太陽狀恒星的生命周期，從誕生（左側）到幾十億年後演化為紅巨星（右側）。信用證：ESO/M.Kornmesser

大約90%的恒星最終形成一個行星狀星雲，這可以追溯到它們在紅巨星和白矮星之間所經曆的轉變。然而，科學家們先前并不确定我們的太陽是否會沿着同樣的路徑發展，因為人們認為它的質量不足以形成一個可見的行星狀星雲。為了确定情況是否如此，研究小組開發了一種新的恒星數據模型，可以預測恒星的生命周期。

被他們稱之為行星星雲光度函數（PNLF）的這個模型，是用來預測不同質量和不同年齡的恒星所射出的包絡線的亮度。他們發現我們的太陽質量足夠大，最終能夠形成一個微弱的星雲。正如齊爾斯特拉教授在曼徹斯特大學新聞稿中所解釋的：

“當一顆恒星即将死亡時，它會向太空噴射大量氣體和塵埃，稱為它的外殼。

這個外殼可以達到恒星質量的一半。這揭示了恒星的核心。當恒星的生命到達這個時期時，它正在耗盡燃料，它在最終死亡前關閉。隻有到那時，熾熱的核心才會使噴射出來的外殼持續發光約10000年，這在天文學上是一個短暫的時期。這就是行星星雲可見的原因。有些是如此明亮，以至于可以在間隔數千萬光年的極其遙遠的地方看到它們，而在那裡，恒星本身因為非常微弱而看不見。”

這個模型也解決了天文學中一個長久以來的謎團，這就是為什麼遙遠星系中最明亮的星雲看起來總是一樣亮的。大約在25年前，天文學家開始觀察到這一點，并且他們發現可以通過研究最明亮的行星狀星雲來衡量與其他星系的距離（理論上）。然而，Gesicki和他的同事創建的模型與這一理論相矛盾。

圖解：四個不同的行星狀星雲。

簡而言之，行星狀星雲的光度并不像之前所設想的那樣，是由恒星産生的。Zijlstra教授說：“相比較年輕的、大質量的恒星，年長的、小質量的恒星更能形成微弱的行星狀星雲。”這已經成為過去25年沖突的根源。數據顯示，你可以從像太陽這樣的小質量恒星得到明亮的行星狀星雲，但模型說這是不可能的，任何小于太陽質量兩倍的東西都會使行星狀星雲變得太暗而看不見。

從本質上講，新的模型表明，恒星抛射其外殼後，其升溫速度将是舊模型所示的3倍，這使得小質量恒星更容易形成明亮的行星狀星雲。新的模型還表明，對于小質量恒星來說，太陽幾乎正處于一個較低的截止點，它仍然會産生一個可見但很微弱的行星狀星雲。Zijlstra教授補充道，比太陽更小的任何恒星都不會産生星雲：

“我們發現，其質量小于太陽質量1.1倍的恒星會産生較暗的星雲，其質量大于3倍太陽質量的恒星會産生較亮的星雲，但對其他恒星來說，預測的亮度非常接近觀測到的亮度。25年後，問題終于解決了！”

最後，這項研究和研究小組制作的模型對天文學家存在一些真正有益的啟示。他們不僅用科學的信心來表示我們的太陽将在何時死亡（這是第一次），他們還提供了一個強有力的診斷工具，用于确定遙遠星系中的中齡恒星（幾十億年前）形成的曆史。

知道這些總是好的：數十億年後，當我們的太陽真的到了壽命的盡頭，無論我們的後代是怎樣的，他們都将能夠欣賞到它——即使他們跨越了遙遠的太空。

太陽并非第一代恒星，以前的恒星都去了哪裡？

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. universetoday-言雨非

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