作者：石蘭（抄襲必究）
在恆星漫長的生命周期之中，行星狀星雲是大多數類太陽恆星演化的最後階段，而這個死亡的過程則蘊藏了大量細節信息，並不只是簡單地將氫氣融入氦氣之後釋放出了熱量。位於星雲中的每一個存在體，都像在總結耗費數十億年之後、並最終達到該狀態的一個快照，儘管我們或許永遠都難以通過肉眼來觀察這一切。哈勃太空望遠鏡捕獲了行星狀星雲NGC 5307的照片，該恆星殘餘已經抵達了自己生命的終點，而我們的太陽也將是這樣的命運走向。這不僅讓科學家們對它過去的經歷產生了興趣，也再次揭示了太陽系的未來將如何演變，以及行星狀星雲是否是恆星演變的結束。
恆星生命的最後階段不等於演變結束
行星狀星雲NGC 5307主要在南半球可見，能夠在半人馬座中觀察到，它與我們的地球大約相距一萬光年。這是它生命演化的最後階段，也是所有類太陽恆星的最終命運。當此類恆星的生命走到盡頭，首先成為了一顆紅巨星，當其核心發生核聚變並產生能量，便會不斷地試圖將星團分開。但隨著紅巨星階段的結束，恆星的引力和核聚變能量之間將無法達到平衡，導致了該恆星核心開始坍塌，以及表面層的向外彈出。於是，就剩下了我們觀察到的恆星殘餘，即：發光外層圍繞著一顆白矮星，也就是紅巨星的核心殘餘物。然而，這並不意味著恆星演變的徹底結束，因為它的那些外層仍然還處於冷卻和移動的狀態之中，然後才會在接下來的幾千年時間裡逐漸消散，並在最後剩下一顆昏暗發光的白矮星。
白矮星主要是由密集的電子簡併物質構成，雖然它仍然閃耀著光芒，但卻只會釋放儲存的能量，而不會發生融合反應。當熱脈衝期間流出的氣體層被散發出的能量所衝擊，便會導致氣體的電離，當其被點亮之後便成為了所謂的行星狀星雲。NGC 5307就像是類太陽恆星生命結束時的一瞥，而附近的行星都在其擴展期間被摧毀，只有氣體在空間裡瀰漫，當然，這些氣體最終也都會離開恆星消失殆盡。行星狀星雲這個階段大約在歷時一萬年左右之後，前類太陽恆星會最終成為一顆微弱的白矮星，並保持這樣的狀態長達數萬億年。
就理論上而言，在前恆星完成白矮星這個進化階段之後，它將成為一顆不會釋放能量的黑矮星，並在這個時期之內完全冷卻。然而，截至目前，科學家們並沒有觀察到過黑矮星的存在。畢竟，我們宇宙本身一百多億年的年齡，也無法達到讓一顆恆星進化到假想的黑矮星狀態。或許你有所不知，那些從行星狀星雲中排放出的氣體並不是毫無用處，當太陽的後期演化處於混亂狀態時，它可以和其他物質一起合成一種比氦和氫更重的元素產生。科學家們將其稱之為金屬，它們將在另一顆星球的形成中發揮重要作用，不管是這顆被其豐富了的、即將誕生的恆星，還是圍繞這顆新生恆星所形成的下一顆行星。
NGC 5307揭示了太陽系怎樣的未來
沒錯，當一顆恆星開始老化，到其抵達生命的終點，雖然伴隨著快速變化的階段，但的確是一個特別漫長而緩慢的過程。我們的太陽最終會像NGC 5307一樣，它的氣體外層也將在其成為紅巨星的時候被拋棄。之後的幾十億年裡，太陽本身會發生一系列變化，並最終成為白矮星，其行星狀星雲流下的氣層將會被點亮。我們地球上的生命之所以能夠在此繁衍生息，離不開太陽將氫氣融合到核心內部的氦氣中這個過程，因為這樣的融合能夠釋放出足夠的能量，儘管融合本身並不會產生太多熱量。然而，這樣的局面並不會永遠不變，靜水平衡並不能一直持續下去，也就說恆星融合的向外壓力和自身引力的向內壓力之間的平衡，會隨著時間的推進而難以保持。
在太陽反覆將氫氣融化為氦氣的這個過程中，不僅會釋放出巨大的熱量，還將導致其本身質量的減少，我們的太陽並不像平時肉眼看上去的那樣，穩定而沒有變化。並且，只要是存在於大自然中的物體，都不會是永恆不變的狀態。太陽在一秒鐘時間裡可以將氫氣融化為氦氣的體量能夠達到6億噸左右，也正是通過質量的失去、從而獲得將物質轉化為能量的基礎，太陽在自己大約45億年的年齡裡所失去的質量，可以與木星的質量相比擬。由於失去的重量過多，太陽的平衡行為最終會被徹底打破，導致其重力的向內力難以融合向外力，於是，它步入了紅巨星階段。科學家們預估，太陽從目前的形態演變為一顆紅巨星，大約是發生在50億年之後，到了那時，包括水星、金星、甚至是地球在內的行星，或許它們都因為太陽的拓展而被吞沒。當太陽的亮度可以達到現階段的兩倍以上，地球從太陽所獲取到的能量，便會達到目前金星的能量一樣多，這對生命而言並不友好。
太陽將會在紅巨星這個階段，通過五億年左右的時間進行翻倍，成為一個次級巨星，然後再經過五十億年的時間，將自己的規模增加一倍，此時的它相當於之前的兩千倍左右大小。那時的太陽無意是巨大而明亮的，具有極高威脅性的它同時也消耗了位於太陽系中的其他行星。簡而言之，即使恆星在成為紅巨星的過程中會失去一定的質量，但它最終會膨脹成一個巨大的星球，因為質量的丟失換得了較小的重力來壓縮恆星。位於紅巨星分支上的太陽核心被一層氫氣包圍，很多活動都被壓縮到一億年的時間裡，比如氦氣閃光，太陽質量的40%都將被燃燒，核心中大約6%的氦都會轉化成碳，並逐漸變得更加巨大而閃耀。
隨著擴張的加速，太陽會變得越來越不穩定，我們曾以為不可動搖的太陽，開始處於漸近巨型分支階段，在該階段的早期大約會花費2000萬年的時間，以融合更多碳的殼體和將氫氣融入氦氣的另一個殼體，並在一系列脈衝和損失質量的過程中發生震動。脈衝導致的太陽膨脹可以持續十萬年左右的時間，而我們的太陽則可能在此階段經歷四次脈衝，並在被它們擊敗之後平靜下來，脫落外層之後的它成為了一顆白矮星，而它的質量大約是原始太陽質量的一半左右。事實上，每個行星狀星雲都具有不同的形態，而在它們的中心都有一顆白矮星，而我們的太陽最終也將會和這些星雲一樣，來到自己生命演化的最後階段。