تاریخ دقیق مرگ خورشید؛ خورشید چه زمانی و چگونه از بین می‌رود؟

راز بقا: به گفته جورج هریسون خواننده و ترانه سرای بیتلز، همه چیز باید از بین برود و طبق دهه‌ها تحقیقات بر اساس مدل‌های ریاضی و نجومی، این چیز‌ها شامل خورشید نیز می‌شود. حال سؤال این است، خورشید دقیقا چه زمانی از بین می‌رود؟

به گزارش راز بقا، اگرچه مرگ نهایی جرم خورشیدی متوسط ما تریلیون‌ها سال آینده است، اما «حیات» خورشید در فاز فعلی‌اش، که به عنوان «توالی اصلی» شناخته می‌شود - که در آن همجوشی هسته‌ای هیدروژن به آن اجازه می‌دهد تا انرژی متشعشع کند و فشار کافی برای جلوگیری از فروپاشی را ایجاد کند - حدود ۵ میلیارد سال بعد به پایان می‌رسد.

«پائولا تستا»، اخترفیزیکدان مرکز اخترفیزیک (نهادی در نتیجه همکاری بین رصدخانه اخترفیزیک اسمیتسونیان و رصدخانه کالج هاروارد)، می‌گوید: «خورشید کمی کمتر از ۵ میلیارد سال عمر دارد. این ستاره اکنون میانسال است، به این معنا که عمر آن حدود ۱۰ میلیارد سال یا بیشتر خواهد بود.»

پس از اینکه خورشید بیشتر هیدروژن موجود در هسته خود را بسوزاند، به عنوان یک غول قرمزرنگ به فاز بعدی خود منتقل می‌شود. به گفته ناسا، در این نقطه که تقریباً ۵ میلیارد سال آینده است، خورشید تولید گرما از طریق همجوشی هسته‌ای را متوقف می‌کند و هسته آن ناپایدار و منقبض می‌شود. در همین حین، قسمت بیرونی خورشید که همچنان حاوی هیدروژن است، منبسط می‌شود و با سرد شدن به رنگ قرمز در می‌آید. این انبساط به تدریج سیارات همسایه خورشید، عطارد و زهره را می‌بلعد و باد‌های خورشیدی را به حدی افزایش می‌دهد که میدان مغناطیسی زمین را از بین می‌برند و جو آن را از بین می‌برد. 

البته، این تقریباً تا آن زمان که حیات در سیاره همچنان وجود دارد به طور قطع خبر بدی خواهد بود – البته به شرطی که زمین با فرض اینکه درخشندگی خورشید ۱۰ درصد افزایش یابد و انتظار می‌رود اقیانوس‌های زمین را طی ۱ تا ۱.۵ میلیارد سال تبخیر کند، جان سالم به در برده باشد (بر اساس مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۴ در مجله نامه‌های تحقیقات جغرافیایی منشتر شد). 

طبق مطالعه‌ای در سال ۲۰۰۸ که در ماهنامه انجمن نجوم سلطنتی منتشر شد، در طی چند میلیون سال از این انبساط اولیه، این احتمال وجود دارد که خورشید بقایای سنگی زمین را نیز مصرف کند.

سپس قبل از اینکه در نهایت هسته خورشید فرو بریزد و یک پوسته درخشان از پلاسمای داغ را در لایه‌های بیرونی خود به جای بگذارد شروع به ادغام هلیوم باقیمانده از همجوشی هیدروژن، با کربن و اکسیژن می‌کند. این پوسته درخشان از پلاسمای داغ در واقع یک جسد ستاره‌ای فوق العاده متراکم، بسیار داغتر، به اندازه زمین است که تحت عنوان کوتوله سفید شناخته می‌شود. تستا در همین راستا می‌گوید که این پوسته پلاسما تنها برای حدود ۱۰۰۰۰ سال قابل مشاهده خواهد بود؛ معادل یک چشم بر هم زدن بر اساس زمان کیهانی. پس از آن هر آنچه از خورشید باقی می‌ماند، تریلیون‌ها سال را صرف خنک‌سازی می‌کند تا در نهایت تبدیل به یک جسم بدون تابش شود.

دانشمندان برای رسیدن به این جدول زمانی هم برای خورشید و هم همه ستارگان همراستا با جرم نسبی آن، باید بدانند که خورشید چگونه انرژی ساطع می‌کند، و این موضوع قبل از همجوشی هسته‌ای توده‌های خورشیدی و در نظر گرفتن آن، دشوار بود.

تستا که در مورد مکانیسم‌های گرمایش و فرآیند‌های انتشار پرتو ایکس تحقیق می‌کند، گفت: «بسیاری از علم نسبتاً جدید است، مانند قرن گذشته، زیرا بخش مهمی از درک چگونگی عملکرد یک ستاره از درک واکنش‌های هسته‌ای و همجوشی ناشی می‌شود. مانند شراره‌های خورشیدی، در لایه‌های بیرونی جو خورشید. قبل از دهه ۱۹۳۰، یکی از ایده‌های اصلی در مورد نحوه کار ستاره‌ها این بود که انرژی فقط از انرژی گرانشی می‌آید.

هنگامی که اخترشناسان و اخترفیزیکدانان درک بهتری از همجوشی پیدا کردند، توانستند مدل‌های کامل تری را توسعه دهند و داده‌های انتشار مشاهده شده از چندین ستاره برای زندگی ستارگان ارائه دهند.

تستا در ادامه می‌گوید: «با کنار هم قرار دادن اطلاعات مختلف از تعداد زیادی از ستارگان مختلف، ستاره شناسان و اخترفیزیکدانان می‌توانند مدلی برای چگونگی تکامل ستارگان بسازند. این به ما حدس نسبتاً دقیقی از سن خورشید می‌دهد».

این سن - حدود ۴.۶ تا ۴.۷ میلیارد سال - با سن‌سنجی رادیواکتیو قدیمی‌ترین شهاب‌سنگ‌های شناخته‌شده که از همان سحاب خورشیدی، (قرص چرخان از گاز و غبار) تشکیل شده‌اند، انجام می‌شود. این سحاب خورشیدی خود خورشید و اجسام سیاره‌ای منظومه شمسی را به وجود آورده است. به لطف این ابزارها، دانشمندان درک خوبی از زمان سوزاندن کامل نور خورشید و تاریخ محو شدن آن دارند.