پایان تراژیکِ خورشید

فرادید؛ خورشید ما یک ستاره معمولی است که به منظومه شمسی نور و گرما می‌بخشد، زندگی را بر روی زمین ممکن می‌سازد و چرخه زندگی روزمره ما را با چرخش زمین تنظیم می‌کند. جای تعجبی نیست که اقوام باستان به خورشید به عنوان یک خدا احترام می‌گذاشتند. با این وجود خورشید همیشه پایدار و قابل اعتماد نخواهد بود. میلیارد‌ها سال دیگر، خورشید، زمین و قسمت داخلی منظومه شمسی را به مکانی بسیار ناخوشایند تبدیل می‌کند.

گزارش فرادید؛ به خورشیدِ 4.6 میلیارد ساله، تقریبا در نیمه طول عمر خود است. بزرگسالی آن که رشته اصلی نام دارد، 10 میلیارد سال طول می‌کشد. هنگامی که سوخت هیدروژن خورشید خاتمه می‌یابد، باید با همجوشی عناصر سنگین‌تر انرژی تولید کند.

در این مرحله، خوشید دیگر جز دسته بندی رشته اصلی نخواهد بود. در یکی از عجیب‌ترین تحولاتی که ما نیز آن را می‌شناسیم، هسته هلیومی خورشید، با ابعاد یک سیاره غول پیکر، منقبض و گرم شده و حدودا 100 برابر ورم خواهد کرد.

خورشید متورم، عطارد و زهره و احتمالا زمین را نیز می‌بلعد. ستاره شناسانی که از منظومه ستاره‌ای دیگری ما را تماشا می‌کنند، این نسخه از خورشید را در گروه غول سرخ طبقه بندی می‌کنند.

غول سرخ یک ستاره بزرگ و درخشان است که در مرحله دوم عمرش به سر می‌برد. همجوشی هسته‌ای در لایهٔ بیرونی مرکز این ستاره اتفاق می‌افتد.

هستهٔ این ستارگان بسیار فشرده از جنس هلیوم است و دمای سطح آن‌ها کمتر از ستارگانی که مرحله اول عمرشان را می‌گذرانند می‌باشد (حدود 5000 درجه سانتی‌گراد).

یک ستاره بعد از چند میلیارد سال برای واکنش‌های همجوشی هسته‌ای، هیدروژن کافی در هسته‌اش ندارد. در عوض هلیوم‌های باقی‌مانده از واکنش‌های قبلی در هسته ستاره مانده، در لایه‌های بیرونی ستاره هنوز مقداری هیدروژن موجود است؛ ولی، به مقدار کافی گرم نیستند تا در واکنش هسته‌ای شرکت کنند.

بنابراین، به دلیل نداشتن سوخت، ستاره شروع به سرد شدن و کوچک شدن می‌کند. لایه‌های درونی ستاره بر اثر جاذبه به سمت هسته کشیده می‌شوند و همین‌طور گرم‌تر می‌شوند. بخش بیرونی ستاره به قدر کافی گرم می‌شود تا فرایند همجوشی هسته‌ای را شروع کند. ستاره منبع انرژی جدیدی می‌یابد؛ سپس، پوسته ستاره شروع به سوختن می‌کند و گرمای تولید شده باعث منبسط شدن ستاره می‌شود که غول سرخ نامیده می‌شود.

در 5 الی 6 میلیارد سال آینده، خورشید تمام سوخت هیدروژن موجود در هسته خود را مصرف می‌کند و شروع به منبسط شدن می‌کند. در بزرگ‌ترین حالت، سطح آن به حدود مدار فعلی زمین خواهد رسید. سپس خورشید اتمسفر خود را به‌طور کامل از دست می‌دهد؛ لایه‌های بیرونی یک سحابی سیاره‌ای و هسته یک کوتوله سفید را تشکیل می‌دهد.

تکامل خورشید در مرحله غول سرخ به‌طور کامل مدل‌سازی شده‌است، اما هنوز مشخص نیست که آیا خورشید زمین را خواهد بلعید یا اینکه زمین در مدار خود باقی خواهد ماند. عدم اطمینان در این مورد به این دلیل است که خورشید درحالی که هیدروژن را می‌سوزاند، جرم خود را به تدریج از دست می‌دهد و در نتیجه گرانش آن نیز کمتر شده و باعث می‌شود در طی چند میلیارد سال آینده مدار زمین (و بقیه سیارات منظومه شمسی) به مدار دورتری منتقل شود و زمین از خورشید فاصله بیشتری بگیرد. همچنین عدم قطعیتی در مورد محاسبه مدار سیارات در 5 الی 6 میلیارد سال آینده وجود دارد، بنابراین سرنوشت زمین به خوبی مشخص نیست.

در درخشانترین حالت، خورشید غول سرخ چند هزار بار درخشان‌تر از امروز خواهد بود، اما دمای سطح آن حدود نیمی از دمای فعلی خواهد بود. در فاز غول سرخ، خورشید به قدری درخشنده خواهد شد که تمام آب موجود روی زمین را به درون فضا تبخیر می‌کند و زمین دیگر قادر به پشتیبانی از حیات نخواهد بود.

با تبدیل خورشید به غول سرخ انواع جدیدی از واکنش‌های همجوشی به وجود می‌آیند. هیدروژن پوسته بیرونی به عنوان فراورده جانبی دچار همجوشی شده و به داخل فرو می‌ریزد و فشرده سازی و گرم شدن هسته بیشتر می‌شود. هنگامی که هسته به دمای 100 میلیون درجه سانتیگراد برسد، هلیوم آن مشتعل و سپس ذوب شده به کربن و اکسیژن تبدیل می‌شود.

خورشید تاحدودی کوچک و منقبض خواهد شد، اما پس از مدتی و برای 100 میلیون سال، دوباره منبسط خواهد شد. پس از آنکه به اواخر مرحله مصرف هلیوم می‌رسد، به طور قابل ملاحظه‌ای روشن خواهد شد و جریان‌های شدید به نام باد‌های ستاره‌ای لایه‌های بیرونی خورشید را به فضا پرتاب می‌کند. این مرحله به آخر عمر خورشید منتهی می‌شود و اخترشناسان به آن سحابی سیاره نما می‌گویند هنگامی که خورشید متورم شود، سیارات منظومه شمسی را می‌سوزاند، دنیا‌های یخی بیرونی آن‌ها ذوب شده و در طی ده‌ها یا صد‌ها میلیون سال به اقیانوس‌های آب تبدیل می‌شوند و دمای پلوتو شبیه به دمای ساحل میامی خواهد بود.

دانشمندان علوم سیاره‌ای با این سوال روبه رو هستند که آیا دنیا‌های بیرونی با این آب نوظهور می‌توانند در فواصل زمانی نسبتا کوتاه زندگی را متحول کنند؟ آب مایع موجود در این مکان‌های جدید ممکن است تنها برای چند صد میلیون سال وجود داشته باشد. پس از آن، درخشندگی خورشید به حدی کمرنگ می‌شود که این جهان‌های جدید دوباره منجمد و یخ زده می‌شوند.

البته هیدروکربن‌هایی که می‌توانند به ظهور زندگی کمک کنند، در حال حاضر وجود دارند؛ بنابراین ممکن است که خورشید ما در اواخر عمرش بذر زندگی جدیدی را بپاشد. جالب است بدانید در حال حاضر حدود 10 میلیارد غول سرخ در کهکشان راه شیری چشمک می‌زنند.

در میان همه این ستاره‌های پیر، ممکن است برخی از آن‌ها زندگی‌های جدیدی را در جهان ایجاد کرده باشند که در مراحل رشته اصلی این ستاره ها، یخ زده باقی مانده اند. زمان و تحقیقات بیشتر همواره در یافتن پاسخ به دانشمندان کمک خواهد کرد.

منبع: astronomy.com