Ziemia może uchronić się przed umierającym Słońcem
Astrofizycy nie są zgodni co do tego, co stanie się z Ziemią gdy Słońce opuści ciąg główny i zacznie puchnąć, przeistaczając się w czerwonego olbrzyma. Czy Ziemia zostanie połknięta przez powiększającą się gwiazdę, czy zdąży uciec na bezpieczną orbitę? Niektórzy badacze skazują Ziemię na spopielenie w fazie czerwonego olbrzyma, inni uważają, że Ziemia będzie krążyła wokół coraz bardziej gasnącego Słońca. W narracji przedostającej się do opinii publicznej wygrywa ten pierwszy scenariusz. Tymczasem Mats Esseldeurs i Leon Decin z Uniwersytetu Katolickiego w Lowanium oraz Stéphane Mathis z Université Paris-Saclay opublikowali na łamach Astronomy & Astrophysics wyniki badań, które przechylają szalę na ku scenariuszowi przetrwania Ziemi.
Sednem sporu są dwie trudne do zmierzenia wartości, siła pływów oraz tempo, w jakim umierające Słońce traci masę. Kiedy gwiazda traci masę, jej przyciąganie słabnie, a orbity planet rozszerzają się. Jednocześnie jednak sama gwiazda pęcznieje, a wywołane przez nią pływy działają jak hamulec, ściągający bliskie planety w stronę gwiazdy. To przeciąganie liny między ucieczką a opadnięciem na gwiazdę rozstrzyga się przez miliony lat, a wynik zależy od tego, który model fizyczny zastosujemy.
Autorzy nowej pracy wykorzystali najbardziej aktualne opisy rozpraszania energii w układzie ciał niebieskich. Okazuje się, że tarcie pływowe jest słabsze, niż zakładano we wcześniejszych, uproszczonych modelach z lat 60. i 70. XX wieku, wciąż powszechnie stosowanych w literaturze. Rozpraszanie energii jest niższe, niż wcześniej sądzono, stwierdził Stéphane Mathis. Mniejsze tarcie oznacza mniejsze hamowanie orbity, a to zwiększa szanse Ziemi na przetrwanie.
Drugą niewiadomą jest tempo utraty masy podczas fazy asymptotycznej gałęzi olbrzymów (AGB), czyli ostatniego, najbardziej burzliwego etapu życia gwiazdy podobnej do Słońca. Tu rozrzut szacunków w literaturze sięga ponad rząd wielkości. To właśnie ta niepewność ma największe znaczenie. Przy niskim tempie utraty masy Ziemia zostaje wchłonięta; przy wysokim – ocalona.
Aby oszacować, który scenariusz jest bardziej realistyczny dla samego Słońca, badacze sięgnęli po gwiazdę L2 Puppis, leżącą około 200 lat świetlnych od nas. To gwiazda AGB o masie początkowej 0,98 masy Słońca i najbliższy odpowiednik tego, czym Słońce stanie się za miliardy lat. Obserwacje otaczającego ją dysku pyłowego, w którym wykryto nawet potencjalną planetę, pozwoliły oszacować realistyczne tempo utraty masy. Wynik, połączony z nowym modelem pływów, wskazuje, że Ziemia najprawdopodobniej przetrwa zarówno fazę czerwonego olbrzyma, jak i fazę AGB.
Nie wszystkie jednak planety przetrwają. Merkury i Wenus, krążące zbyt blisko, nie zdążą się „odsunąć" wystarczająco szybko – ich los jest przesądzony: zostaną pochłonięte przez gwiazdę. Mars, podobnie jak Ziemia, ma – według nowych obliczeń – duże szanse na przetrwanie.
Oczywiście przetrwanie planety, nie oznacza przetrwania życia. Już w fazie czerwonego olbrzymia Słońce uczyni Ziemię niezdolną do utrzymania życia. Autorzy badań zauważają też, że ich wyniki są obarczone sporą doza niepewności. Niewykluczone, że przy pewnych wartościach tempa utraty masy podczas fazy AGB, promień Słońca może przekroczyć tzw. promień Roche'a, co oznaczałoby zagładę Ziemi.
Po wszystkim Słońce, wypaliwszy resztki paliwa, skurczy się do białego karła. Być może wokół niego będzie krążyła Ziemia.
Komentarze (0)