你能想象，幾十億年後，我們的太陽將成為行星狀星雲嗎？

太陽的生命週期始於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，它將進入紅矮星分支階段（RGB），那時候太陽的大小將擴大到現在的好幾倍，甚至可能消費地球。然後，當太陽到達生命週期的盡頭，人們相信它會吹走自己的外層，成為一顆白矮星。

天文學家還不確定這將如何發生，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恆星一樣）。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週期——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“行星星雲光度函式的神祕年齡不變性”，發表在科學雜誌《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：太陽狀恆星的生命週期，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%的恆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歷的轉變。然而，科學家們先前並不確定我們的太陽是否會沿著同樣的路徑發展，因為人們認為它的品質不足以形成一個可見的行星狀星雲。為了確定情況是否如此，研究小組開發了一種新的恆星資料模型，可以預測恆星的生命週期。

被他們稱之為行星星雲光度函式（PNLF）的這個模型，是用來預測不同品質和不同年齡的恆星所射出的包絡線的亮度。他們發現我們的太陽品質足夠大，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：

“當一顆恆星即將死亡時，它會向太空噴射大量氣體和塵埃，稱為它的外殼。

這個外殼可以達到恆星品質的一半。這揭示了恆星的核心。當恆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。只有到那時，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，以至於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，恆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，並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和他的同事建立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，行星狀星雲的光度並不像之前所設想的那樣，是由恆星產生的。Zijlstra教授說：“相比較年輕的、大品質的恆星，年長的、小品質的恆星更能形成微弱的行星狀星雲。”這已經成為過去25年衝突的根源。資料顯示，你可以從像太陽這樣的小品質恆星得到明亮的行星狀星雲，但模型說這是不可能的，任何小於太陽品質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，恆星拋射其外殼後，其升溫速度將是舊模型所示的3倍，這使得小品質恆星更容易形成明亮的行星狀星雲。新的模型還表明，對於小品質恆星來說，太陽幾乎正處於一個較低的截止點，它仍然會產生一個可見但很微弱的行星狀星雲。Zijlstra教授補充道，比太陽更小的任何恆星都不會產生星雲：

“我們發現，其品質小於太陽品質1.1倍的恆星會產生較暗的星雲，其品質大於3倍太陽品質的恆星會產生較亮的星雲，但對其他恆星來說，預測的亮度非常接近觀測到的亮度。25年後，問題終於解決了！”

最後，這項研究和研究小組製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將在何時死亡（這是第一次），他們還提供了一個強有力的診斷工具，用於確定遙遠星系中的中齡恆星（幾十億年前）形成的歷史。

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，他們都將能夠欣賞到它——即使他們跨越了遙遠的太空。

太陽並非第一代恆星，以前的恆星都去了哪裡？

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. universetoday-言雨非