متى ستموت شمسنا؟

على الرغم من أن الموت النهائي لكتلتنا الشمسية متوسطة الحجم سيقع بعد تريليونات السنين فإن حياة الشمس في مرحلتها الحالية، “التسلسل الرئيسي”، ستنتهي بعد نحو 5 مليارات سنة.

وقالت باولا تيستا، عالمة الفيزياء الفلكية في مركز الفيزياء الفلكية، وهو تعاون بين مرصدي سميثسونيان للفيزياء الفلكية وكلية هارفارد: “يبلغ عمر الشمس أقل بقليل من 5 مليارات سنة. إنها نوع من نجوم منتصف العمر، بمعنى أن حياتها ستكون في حدود 10 مليارات سنة أو نحو ذلك”.

وبعد أن تحرق الشمس معظم الهيدروجين الموجود في نواتها، ستنتقل إلى مرحلتها التالية كعملاق أحمر. وفي هذه المرحلة تقريبا 5 مليارات سنة في المستقبل، ستتوقف الشمس عن توليد الحرارة عبر الاندماج النووي، وسيصبح قلبها غير مستقر وينكمش، وفقا لوكالة ناسا. وفي الوقت نفسه، فإن الجزء الخارجي من الشمس، والذي سيظل يحتوي على الهيدروجين، سيتمدد، وسيتوهج باللون الأحمر عندما يبرد. وسيبتلع هذا التوسع تدريجيا الكواكب المجاورة للشمس، عطارد والزهرة، ويزيد من سرعة الرياح الشمسية لدرجة أنها تقضي على المجال المغناطيسي للأرض وتجردها من غلافها الجوي.

وبالطبع، سيكون هذا بالتأكيد خبرا سيئا لأي حياة قد تظل على كوكبنا بحلول تلك المرحلة – بافتراض أن أيا منها نجا من زيادة سطوع الشمس بنسبة 10٪ والتي من المتوقع أن تبخر محيطات الأرض في 1 مليار إلى 1.5 مليار سنة، وفقا لدراسة عام 2014 نشرت في رسائل البحوث الجيوفيزيائية. وفي غضون بضعة ملايين من السنين من هذا التوسع الأولي، من المحتمل أن تستهلك الشمس أيضا البقايا الصخرية للأرض، وفقا لدراسة أجريت عام 2008 نُشرت في الإخطارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية.

وستبدأ الشمس بعد ذلك في دمج الهيليوم المتبقي من اندماج الهيدروجين في الكربون والأكسجين، قبل أن تنهار في النهاية إلى جوهرها، تاركة سديما كوكبيا رائعا – قشرة متوهجة من البلازما الساخنة المتخلفة – في طبقاتها الخارجية أثناء تقلصها إلى جثة نجمية كثيفة بشكل لا يصدق، بحجم الأرض تُعرف بالقزم الأبيض.

وقالت تيستا إن السديم سيكون مرئيا لحوالي 10000 عام فقط. ومن هناك، ما تبقى من الشمس سيقضي تريليونات السنين في التهدئة قبل أن يصبح في النهاية جسما هامدا.

وللوصول إلى هذا الجدول الزمني لكل من الشمس وجميع النجوم من كتلتها النسبية، احتاج العلماء إلى معرفة كيفية إصدارها للطاقة، وهو أمر كان صعبا قبل أن يؤخذ الاندماج النووي في الكتل الشمسية في الاعتبار.

وأضافت تيستا، التي تبحث في آليات التسخين وعمليات انبعاثات الأشعة السينية، مثل التوهجات الشمسية، في الطبقات الخارجية من الغلاف الجوي للشمس: “الكثير من العلوم جديدة نسبيا، كما حدث في القرن الماضي، لأن جزءا لا يتجزأ من فهم كيفية عمل النجم يأتي من فهم التفاعلات النووية والاندماج. وقبل الثلاثينيات من القرن الماضي، كانت إحدى الأفكار الرئيسية لكيفية عمل النجوم أن الطاقة تأتي فقط من طاقة الجاذبية”.

وبمجرد أن يكون لدى علماء الفلك والفيزياء الفلكية فهم أفضل للاندماج، يمكن التوصل إلى نماذج أكثر اكتمالا، إلى جانب بيانات الانبعاث المرصودة من عدة نجوم، من أجل حياة النجوم.

و أفادت تيستا: “من خلال جمع الكثير من المعلومات المتنوعة من العديد من النجوم المختلفة، يمكن لعلماء الفلك والفيزياء الفلكية بناء نموذج لكيفية تطور النجوم. وهذا يعطينا تخمينا دقيقا إلى حد ما عن عمر الشمس.”

وهذا العمر – حوالي 4.6 مليار إلى 4.7 مليار سنة – يتم تأكيده أيضا من خلال التأريخ الإشعاعي لأقدم النيازك المعروفة، والتي تشكلت من السديم الشمسي نفسه، وهو قرص دوار من الغاز والغبار، أدى إلى ظهور الشمس والأجسام الكوكبية في النظام الشمسي, وبفضل هذه الأدوات، يتمتع العلماء بفهم جيد للوقت الذي سيحترق فيه ضوء الشمس ويتلاشى في النهاية.