Il ciclo di vita del nostro Sole è iniziato all'incirca 4,6 miliardi di anni fa. In circa 4,5-5,5 miliardi di anni, quando esaurisce la sua fornitura di idrogeno ed elio, entrerà nella sua fase Red Giant Branch (RGB), dove si espanderà a diverse volte le sue dimensioni attuali e forse consumerà persino la Terra! E poi, quando ha raggiunto la fine del suo ciclo di vita, si ritiene che farà esplodere i suoi strati esterni e diventerà una nana bianca.
Fino a poco tempo fa, gli astronomi non erano sicuri di come ciò potesse accadere e se il nostro Sole sarebbe finito come una nebulosa planetaria (come fanno la maggior parte delle altre stelle nel nostro Universo). Ma grazie a un nuovo studio di un team internazionale di astronomi, ora si comprende che il nostro Sole finirà il suo ciclo di vita trasformandosi in un massiccio anello di gas interstellare luminoso e polvere, noto come una nebulosa planetaria.
Il loro studio, intitolato "L'invarianza dell'età misteriosa del taglio della funzione di luminosità della nebulosa planetaria", è stato recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Natura. Lo studio è stato condotto da Krzysztof Gesicki, un astrofisico dell'Università Nicolaus Copernicus, in Polonia; e includevano Albert Zijlstra e M Miller Bertolami - un professore dell'Università di Manchester e un astronomo, rispettivamente, dell'Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP), Argentina.
Circa il 90% di tutte le stelle finisce per diventare una nebulosa planetaria, che traccia la transizione che attraversano tra l'essere un gigante rosso e una nana bianca. Tuttavia, in precedenza gli scienziati non erano sicuri che il nostro Sole avrebbe seguito questa stessa strada, poiché si pensava che non fosse abbastanza grande da creare una nebulosa planetaria visibile. Per determinare se questo sarebbe il caso, il team ha sviluppato un nuovo modello di dati stellare che prevede il ciclo di vita delle stelle.
Questo modello - che chiamano PNLF (Planetary Nebula Luminosity Function) - è stato usato per prevedere la luminosità dell'involucro espulso per stelle di diverse masse ed età. Ciò che scoprirono fu che il nostro Sole era abbastanza grande da finire come una nebulosa debole. Come ha spiegato il prof. Zijlstra in un comunicato stampa dell'Università di Manchester:
“Quando una stella muore espelle una massa di gas e polvere - nota come il suo involucro - nello spazio. La busta può raggiungere la metà della massa della stella. Questo rivela il nucleo della stella, che a questo punto della vita della stella si sta esaurendo, alla fine si spegne e prima di morire. È solo allora che il nucleo caldo fa brillare brillantemente l'involucro espulso per circa 10.000 anni - un breve periodo in astronomia. Questo è ciò che rende visibile la nebulosa planetaria. Alcuni sono così luminosi che possono essere visti da distanze estremamente grandi che misurano decine di milioni di anni luce, dove la stella stessa sarebbe stata troppo debole per vederla. "
Questo modello ha anche affrontato un mistero duraturo in astronomia, motivo per cui le nebulose più luminose nelle galassie distanti sembrano avere tutte la stessa luminosità. Circa 25 anni fa, gli astronomi hanno iniziato ad osservarlo e hanno scoperto che potevano misurare la distanza da altre galassie (in teoria) esaminando le loro nebulose planetarie più luminose. Tuttavia, il modello creato da Gesicki e dai suoi colleghi ha contraddetto questa teoria.
In breve, la luminosità di una nebulosa planetaria fa non scendi alla massa della stella creandola, come precedentemente ipotizzato. "Vecchie stelle di massa bassa dovrebbero creare nebulose planetarie molto più deboli rispetto alle stelle giovani e più massicce", ha affermato il prof. "Questo è diventato una fonte di conflitto in passato per 25 anni. I dati dicevano che si potevano ottenere nebulose planetarie luminose da stelle a bassa massa come il Sole, i modelli dicevano che non era possibile, niente meno che circa il doppio della massa del sole avrebbe dato una nebulosa planetaria troppo debole per vederla. "
In sostanza, i nuovi modelli hanno dimostrato che dopo che una stella espelle il suo involucro, si riscalda tre volte più velocemente di quanto indicato dai modelli più vecchi, il che rende molto più facile per le stelle di bassa massa formare una nebulosa planetaria luminosa. I nuovi modelli hanno anche indicato che il Sole è quasi esattamente al punto più basso per le stelle a bassa massa che produrranno comunque una nebulosa planetaria visibile, sebbene debole. Qualcosa di più piccolo, ha aggiunto il prof. Zijlstra, non produrrà una nebulosa:
"Abbiamo scoperto che le stelle con una massa inferiore a 1,1 volte la massa del sole producono nebulose più deboli e le stelle più massicce delle 3 masse nebulose più luminose, ma per il resto la luminosità prevista è molto simile a quella osservata. Problema risolto, dopo 25 anni! ”
Alla fine, questo studio e il modello prodotto dal team hanno alcune implicazioni veramente benefiche per gli astronomi. Non solo hanno indicato con fiducia scientifica cosa accadrà al nostro Sole quando morirà (per la prima volta), ma hanno anche fornito un potente strumento diagnostico per determinare la storia della formazione stellare per le stelle di età intermedia (alcuni miliardi di anni ) in galassie lontane.
È anche bello sapere che quando il nostro Sole raggiungerà la fine della durata della vita, tra miliardi di anni, qualsiasi progenie che lasciamo alle spalle sarà in grado di apprezzarlo, anche se stanno guardando attraverso le vaste distanze dello spazio.
