Forskare är överens om att solen kommer att dö om cirka 10 miljarder år, men de var inte säkra på vad som skulle hända härnäst... förrän nu.

Ett team av internationella astronomer, inklusive professor Albert Zijlstra från University of Manchester, förutsäga att det kommer att förvandlas till en massiv ring av lysande, interstellär gas och damm, känd som en planetarisk nebulosa.

En planetarisk nebulosa markerar slutet på 90 % av alla stjärnors aktiva liv och spårar stjärnans övergång från en röd jätte till en degenererad vit dvärg. Men, i åratal, forskare var inte säkra på om solen i vår galax skulle följa samma öde:man trodde att den hade för låg massa för att skapa en synlig planetarisk nebulosa.

För att ta reda på att teamet utvecklade en ny stellar, datamodell som förutsäger stjärnors livscykel. Modellen användes för att förutsäga ljusstyrkan (eller ljusstyrkan) hos det utskjutna kuvertet, för stjärnor i olika massor och åldrar.

Forskningen publiceras i Natur Astronomi måndagen den 7 maj.

Prof Zijslra förklarar:"När en stjärna dör sprutar den ut en massa av gas och damm - känd som dess hölje - i rymden. Höljet kan vara så mycket som halva stjärnans massa. Detta avslöjar stjärnans kärna, som vid det här laget i stjärnans liv håller på att ta slut på bränsle, så småningom stängs av och innan den slutligen dör.

"Det är först då den heta kärnan får det utskjutna kuvertet att lysa klart i cirka 10, 000 år – en kort period inom astronomi. Det är detta som gör den planetariska nebulosan synlig. Vissa är så ljusa att de kan ses på extremt stora avstånd som mäter tiotals miljoner ljusår, där stjärnan själv skulle ha varit alldeles för svag för att se."

Modellen löser också ett annat problem som har förbryllat astronomer i ett kvarts sekel.

För ungefär 25 år sedan upptäckte astronomer att om man tittar på planetariska nebulosor i en annan galax, de ljusaste har alltid samma ljusstyrka. Man fann att det var möjligt att se hur långt borta en galax var bara från uppkomsten av dess ljusaste planetariska nebulosor. I teorin fungerade det i vilken typ av galax som helst.

Men medan data tyder på att detta var korrekt, de vetenskapliga modellerna hävdade något annat. Prof Zijlstra tillägger:"Gammal, stjärnor med låg massa borde göra mycket svagare planetariska nebulosor än unga, mer massiva stjärnor. Detta har blivit en källa till konflikter under de senaste 25 åren.

"Data sa att du kunde få ljusa planetariska nebulosor från stjärnor med låg massa som solen, modellerna sa att det inte var möjligt, allt mindre än ungefär två gånger solens massa skulle ge en planetarisk nebulosa för svag för att se."

De nya modellerna visar att efter utmatningen av kuvertet, stjärnorna värms upp tre gånger snabbare än vad som finns i äldre modeller. Detta gör det mycket lättare för en stjärna med låg massa, som solen, för att bilda en ljus planetarisk nebulosa. Teamet fann att i de nya modellerna, solen är nästan exakt den stjärna med lägsta massa som fortfarande producerar en synlig, fast svag, planetarisk nebulosa. Stjärnor till och med några procent mindre gör det inte.

Professor Zijlstra tillade:"Vi fann att stjärnor med massa mindre än 1,1 gånger solens massa producerar svagare nebulosa, och stjärnor mer massiva än 3 solmassor ljusare nebulosor, men för resten är den förutsagda ljusstyrkan mycket nära vad som hade observerats. Problemet löst, efter 25 år!

"Detta är ett trevligt resultat. Nu har vi inte bara ett sätt att mäta närvaron av stjärnor på några miljarder år i avlägsna galaxer, vilket är ett intervall som är anmärkningsvärt svårt att mäta, vi har till och med fått reda på vad solen kommer att göra när den dör!"