《自然》子刊：新計算表明，太陽死亡後將拋出一個巨大發光環

一項最新的研究認為，太陽在死亡後會和那些大質量恆星一樣，拋出一個由星際氣體和塵埃組成的巨大的發光環，這種結構被稱為「行星狀星雲（planetary nebula）」。這項研究發表於2018年5月7日的《自然·天文學（Nature Astronomy）》。

所有天文學家都認為，太陽的壽命在100億年左右，但是一直沒有人可以確定，在太陽死亡後會發生什麼。直到現在，一個國際天文學研究團隊預測，太陽在變成白矮星後會拋出一個巨大的發光環，這個發光環由星際氣體和塵埃組成，被稱為「行星狀星雲」。

行星狀星雲的出現標誌著恆星生命周期的90%已經完結，它主要發生在從紅巨星轉變為白矮星的時候。但是多年來，科學家們並不確定太陽是否會有這樣的命運：因為它的質量太小，或許無法創造出一個可見的行星狀星雲。

新的恆星生命周期分析模型

為了找到答案，這個科研團隊開發了一個新的恆星數學模型來分析恆星的生命周期。該模型可以根據恆星的質量和年齡，來推算出其拋射出的塵埃和氣體殼層的亮度。

研究團隊的主要負責人，曼切斯特大學的阿爾伯特·齊斯拉（Albert Zijlstra）教授解釋說：「當一顆恆星死亡時，它會把大量的氣體和塵埃拋射到太空中。這個外殼層的質量可達恆星原質量的一半。此時恆星會露出自己的熾熱核心，但其燃料已經耗盡——最終核心會完全熄滅，進入死亡。」

「在拋射氣體和塵埃殼層的時候，恆星暴露的熾熱核心可以明亮的閃耀10000年左右——這在天文學中是一個很短的時間。但這段時間裡，恆星的餘暉會照亮自己的外殼層，形成行星狀星雲。有些行星狀星雲非常明亮，可以在數千萬光年外看到，但恆星的核心可能反而會因為太小而難以看到。」

這個模型不僅預測了太陽死亡後的情況，還解決了長期困擾天文學家的另一問題。

解決行星狀星雲的亮度問題

在大約25年前，天文學家們發現，如果觀察其他星系中的行星狀星雲，那些最明亮的個體總是具有相同的亮度。也就是說，想知道一個星系離我們有多遠，只要看一下這個星系中最亮的行星狀星雲的亮度就可以了。理論上，這可以適用於任何星系。

儘管在數據上這一直是正確的，但以前的科學分析卻不支持這個說法。齊斯拉說：「道理上，年老的低質量恆星產生的行星狀星雲，應該比更年輕、更大的恆星所形成的更加微弱。這正是天文學家之間產生爭議的根源。」

但是，新的數據模型則表明，恆星在拋出外殼後，對其的加熱速度要比以往估計的快三倍左右。這使得低質量恆星更容易形成明亮的行星狀星云：研究小組發現，即使是太陽這樣的小恆星，依然可以產生髮光微弱的行星狀星雲。但如果再小，行星狀星雲就應該看不到了。

齊斯拉教授補充說：「我們利用新的模型發現，質量小於太陽1.1倍的恆星只能產生微弱的星雲；在恆星質量逐漸增大，在太陽質量的3倍以內時，星雲會逐漸變得更明亮；但在恆星更大時，星雲的發光亮度就很難再增大，變得非常接近了。這個問題終於在25年後解決了！」

「這是個不錯的結果。我們現在不僅有了辦法來觀測和分析那些遙遠星系中的衰老恆星，我們還發現了太陽在死亡時會發生什麼事」，齊斯拉說道。

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