Μια ματιά στο μέλλον της Γης

Η Γη μπορεί να επιζήσει από το θάνατο του Ήλιου;

Μια λαμπερή μπλε-λευκή μπάλα, ο λευκός νάνος, περιβάλλεται από αστέρια και αχνά σφουγγάρια, με μέρος μιας σκοτεινής σφαίρας μπροστά της, τον πιθανό πλανήτη που μοιάζει με τη Γη.

Το μέλλον της Γης είναι ζοφερό. Στην καλύτερη περίπτωση, ο πλανήτης μας θα γίνει μια καμένη στάχτη καθώς ο Ήλιος διαστέλλεται στο τέλος της ζωής του. Στη χειρότερη, θα καταποντιστεί από τον Ήλιο, χωρίς να αφήνει κανένα ίχνος ότι υπήρξε ποτέ.

Οι αστρονόμοι βρήκαν μια ένδειξη για το ποιο μονοπάτι θα μπορούσε να ακολουθήσει η Γη σε ένα αστρικό σύστημα που απέχει περίπου 4.300 έτη φωτός. Εκεί, ένας βραχώδης πλανήτης περιφέρεται γύρω από τα υπολείμματα ενός άλλοτε αστεριού που έμοιαζε με τον Ήλιο σε απόσταση παρόμοια με εκείνη που θα μπορούσε να παρκάρει η Γη αν επιζήσει από τη θανατηφόρα δίνη του δικού μας αστεριού. Το σύστημα «μπορεί να προσφέρει μια ματιά στην πιθανή επιβίωση του πλανήτη Γη στο μακρινό μέλλον», σύμφωνα με μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy .

Το σύστημα, KMT-2020-BLG-0414L , ανακαλύφθηκε το 2020 από το Korea Microlensing Telescope Network , ένα σύνολο τριών αυτοματοποιημένων τηλεσκοπίων 1,6 μέτρων στο Νότιο Ημισφαίριο.

Το δίκτυο αναζητά συμβάντα βαρυτικού φακού , εκείνα στα οποία ένα αστέρι ή ένας πλανήτης περνά μεταξύ της Γης και ενός αστέρα φόντου. Η βαρύτητα του αντικειμένου που παρεμβάλλεται λειτουργεί ως φακός, κάνοντας το αστέρι του φόντου να φαίνεται πολύ πιο φωτεινό. Το μήκος, η ένταση και άλλες λεπτομέρειες του συμβάντος, μαζί με τις παρατηρήσεις πριν και μετά, επιτρέπουν στους επιστήμονες να υπολογίσουν τις λεπτομέρειες του αντικειμένου φακού.

Η πρώιμη ανάλυση πρότεινε ότι το σύστημα (συντομογραφία KB200414) αποτελείται από ένα αστέρι χαμηλής μάζας, έναν πλανήτη με μάζα της Γης και ένα τρίτο αντικείμενο πολλαπλάσιο της μάζας του Δία.

Μια τυχερή ευθυγράμμιση

Οι αστρονόμοι προσπάθησαν να ρίξουν μια πιο ξεκάθαρη ματιά στο σύστημα με το τηλεσκόπιο Keck II 10 μέτρων στη Χαβάη, αλλά αυτές οι παρατηρήσεις δεν εντόπισαν το άστρο υποδοχής του συστήματος φακού.

«Αυτό το σύστημα είναι μέρος ενός μεγαλύτερου δείγματος πλανητών μικροφακών», δήλωσε ο Keming Zhang , αστροφυσικός τώρα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο και πρώτος συγγραφέας της μελέτης. «Αυτή είναι η μόνη για την οποία δεν εντοπίζουμε την αναμενόμενη φωτεινότητα του κεντρικού υπολογιστή».

«Υπάρχει κάποια τύχη, γιατί θα περίμενε κανείς ότι μόνο ένας στους 10 πλανήτες μικροφακούς θα έχει λευκούς νάνους ξενιστές».

Ο Zhang και οι συνεργάτες του εξέτασαν διάφορα σενάρια που θα μπορούσαν να εξηγήσουν αυτό το εύρημα. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι αντί να είναι ένα φωτεινό αστέρι της κύριας ακολουθίας , το αστέρι πρέπει να είναι ένας πιο αμυδρός λευκός νάνος με μάζα περίπου τη μισή από τον Ήλιο. «Υπάρχει κάποια τύχη, γιατί θα περίμενε κανείς ότι μόνο ένας στους 10 πλανήτες μικροφακούς θα έχει λευκούς νάνους ξενιστές», είπε ο Zhang.

Η ανάλυση των ερευνητών έδειξε επίσης ότι ο βραχώδης πλανήτης που περιστρέφεται γύρω από αυτό το αστέρι είναι σχεδόν διπλάσιο από τη μάζα της Γης με μεγαλύτερη από τη διπλάσια απόσταση της Γης από τον Ήλιο. Είναι ο πρώτος πιθανός κόσμος που μοιάζει με τη Γη που ανακαλύφθηκε σε τροχιά γύρω από έναν λευκό νάνο. Άλλες μελέτες έχουν αποκαλύψει λευκούς νάνους που περιφέρονται γύρω από γιγάντιους πλανήτες αερίου, μαζί με ζώνες ερειπίων που πιστεύεται ότι είναι απομεινάρια βραχωδών πλανητών, αλλά τίποτα συγκρίσιμο με τη Γη.

Το τρίτο αντικείμενο στο σύστημα φαίνεται να είναι ένας καφέ νάνος—ένα «αποτυχημένο αστέρι» που δεν είναι αρκετά μεγάλο για να λάμψει ως αληθινό αστέρι. Είναι περίπου 27 φορές η μάζα του Δία και περιφέρεται γύρω από τον λευκό νάνο σε περίπου 22 φορές την απόσταση Γης-Ήλιου, σύμφωνα με τους ερευνητές, κάτι που θα τον έβαζε πέρα ​​από τον Ουρανό σε σύγκριση με το ηλιακό μας σύστημα.

Μια ματιά στο μέλλον της Γης;

Κατά τη διάρκεια του χρόνου του στην κύρια ακολουθία, ένα αστέρι συγχωνεύει το υδρογόνο στον πυρήνα του για να δημιουργήσει ήλιο. Καθώς τελειώνει αυτή η διαδικασία, το αστέρι διαστέλλεται και γίνεται ένας κόκκινος γίγαντας. Ο Ήλιος, ο οποίος είναι 4,6 δισεκατομμυρίων ετών, αναμένεται να εισέλθει σε αυτή τη φάση σε περίπου 6-7 δισεκατομμύρια χρόνια, φουσκώνοντας έως και δεκάδες φορές τη σημερινή του διάμετρο. Θα παραμείνει σε αυτή τη φάση του κόκκινου γίγαντα για ένα δισεκατομμύριο χρόνια, μετά από τα οποία θα διώξει τα εξωτερικά του στρώματα, αφήνοντας μόνο τον καυτό, πυκνό, πλέον νεκρό πυρήνα του: έναν λευκό νάνο σαν αυτόν στο κέντρο του KB200414.

Όταν ο Ήλιος γίνει κόκκινος γίγαντας, θα καταβροχθίσει τον Ερμή και την Αφροδίτη. Ο Άρης και οι εξωτερικοί πλανήτες είναι σχεδόν βέβαιο ότι θα επιβιώσουν.

Ωστόσο, η μοίρα της Γης είναι πιο δύσκολο να προβλεφθεί, λόγω της περίπλοκης φύσης των τελευταίων ημερών του Ήλιου.

Μια πιθανότητα είναι ότι καθώς ο Ήλιος χάνει μάζα και η βαρυτική του λαβή στη Γη εξασθενεί, ο πλανήτης μας θα μεταναστεύσει προς τα έξω (αν και οι ωκεανοί και η ατμόσφαιρά του θα έχουν βράσει δισεκατομμύρια χρόνια νωρίτερα). Καθώς γίνεται λευκός νάνος, ο Ήλιος θα χάσει τη μισή του μάζα και η Γη, αν επιβιώσει, μπορεί να επεκτείνει την τροχιά της στο διπλάσιο του σημερινού της μεγέθους, είπε ο Zhang. Αυτό είναι περίπου όσο ο βραχώδης πλανήτης του KB200414, υποδηλώνοντας ότι είχε παρόμοια μοίρα.

«Το ηλιακό μας σύστημα είναι σχετικά βαρετό και σταθερό σήμερα. Αλλά όταν ο Ήλιος αρχίζει να πεθαίνει, όλα τα στοιχήματα είναι κλειστά. Υπάρχουν πολλές μελέτες για το τι θα συμβεί δυναμικά και δεν είναι όμορφο».

Το σενάριο θα περιπλέκεται περαιτέρω από τις κινήσεις των άλλων πλανητών του Ήλιου, ειδικά του Δία και του Κρόνου, που μπορούν να λειτουργήσουν ως μπάλες καταστροφής.

«Το ηλιακό μας σύστημα είναι σχετικά βαρετό και σταθερό σήμερα», είπε ο Carl Melis , επίσης αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, αλλά έχει συνεργαστεί με μερικούς από τους συγγραφείς της στο παρελθόν. «Αλλά όταν ο Ήλιος αρχίζει να πεθαίνει, όλα τα στοιχήματα είναι κλειστά», πρόσθεσε. «Υπάρχουν πολλές μελέτες για το τι θα συμβεί δυναμικά και δεν είναι όμορφο».

Στην περίπτωση του KB200414, ο καφέ νάνος θα είχε «προκαλέσει τον απόλυτο όλεθρο» σε άλλους πλανήτες του συστήματος καθώς απομακρύνθηκε από τον κόκκινο γίγαντα, είπε ο Melis. «Ο καφέ νάνος θα ενθουσίαζε κάθε είδους παράξενα πράγματα. Δεν μπορώ καν να φανταστώ τι θα έκανε στον πλανήτη».

Για αυτόν και για άλλους λόγους, ο Melis δεν θεωρεί ότι η αρχιτεκτονική του συστήματος που πρότειναν ο Zhang και οι συνάδελφοί του έχει καταστραφεί. «Είναι μια πιθανή λύση - ακόμη και μια λογική λύση. Αλλά δεν είναι 100% πειστικό», είπε. «Η προσωπική μου άποψη είναι ότι πρέπει να συνεχίσουν να ραγίζουν».

Τα εξαιρετικά μεγάλα επίγεια τηλεσκόπια, τα οποία αναμένεται να έρθουν στο διαδίκτυο στις αρχές της επόμενης δεκαετίας, θα πρέπει να αποκαλύψουν τον ίδιο τον λευκό νάνο, επιτρέποντας στους αστρονόμους να επιβεβαιώσουν το σενάριό τους, είπε ο Zhang. Και Nancy Grace Roman Space Telescope της NASA, που πρόκειται να εκτοξευτεί το 2027, θα πρέπει να βρει πολλά επιπλέον πλανητικά συστήματα λευκών νάνων, είπε. Αυτές οι ανακαλύψεις θα μπορούσαν να δώσουν πρόσθετες ενδείξεις για τη ζοφερή μοίρα της Γης.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το eos.org

περισσότερα,

Earth may survive the Sun’s demise, Eos, 105, https://doi.org/10.1029/2024EO240499. 

https://eos.org/articles/earth-may-survive-the-suns-demise