Po desaťročia panoval medzi astronómami pomerne jasný konsenzus o tom, ako sa skončí príbeh Zeme. Približne o päť miliárd rokov Slnko vyčerpá zásoby vodíka vo svojom jadre, opustí stabilnú fázu hlavnej postupnosti a začne sa meniť na červeného obra. Počas tohto procesu sa jeho rozmery dramaticky zväčšia a podľa väčšiny doterajších modelov nakoniec pohltí vnútorné planéty Slnečnej sústavy vrátane Zeme, píše Interesting Engineering.

Nový vedecký výskum však naznačuje, že budúcnosť našej planéty nemusí byť až taká jednoznačná. Vedci využili modernejšie modely hviezdnych slapových síl a aktualizované odhady straty hmotnosti starnúceho Slnka. Výsledky ukázali, že Zem by mohla kritické obdobia vývoja Slnka prežiť a vyhnúť sa pohlteniu.

Kľúčovou otázkou zostáva súboj dvoch protichodných fyzikálnych procesov, ktoré budú ovplyvňovať obežné dráhy planét počas záverečných etáp života našej hviezdy.

Keď sa Slnko začne rozpínať, medzi ním a planétami vzniknú slapové interakcie podobné tým, ktoré dnes pozorujeme medzi Zemou a Mesiacom. V prípade obrovského červeného obra však budú tieto sily pôsobiť opačným smerom, než by si človek intuitívne predstavil. Budú odoberať planétam orbitálnu energiu a postupne ich priťahovať bližšie k hviezde.

Súčasne však začne prebiehať ďalší proces. Slnko bude intenzívne strácať hmotnosť prostredníctvom hviezdneho vetra. Obrovské množstvá plynu uniknú do okolitého priestoru a gravitačná sila hviezdy zoslabne. Planéty preto budú mať tendenciu presúvať sa na vzdialenejšie obežné dráhy. Práve výsledok tohto „gravitačného preťahovania“ rozhodne o osude Zeme.

Budúcnosť Slnka bude mimoriadne dramatická

Dnešné Slnko sa nachádza približne v polovici svojho života. V jeho jadre prebieha termonukleárna fúzia vodíka na hélium, ktorá zabezpečuje stabilnú produkciu energie už asi 4,6 miliardy rokov.

Keď sa zásoby vodíka v jadre vyčerpajú, hviezda vstúpi do fázy červeného obra. Jej vonkajšie vrstvy sa začnú rozpínať a priemer Slnka sa môže zväčšiť na viac než stonásobok súčasnej hodnoty. Neskôr nastúpi ešte extrémnejšie obdobie nazývané asymptotická vetva obrov (AGB, Asymptotic Giant Branch), počas ktorého bude hviezda ešte väčšia a zároveň začne prudko odhadzovať svoje vonkajšie vrstvy do vesmíru.

Práve počas týchto dvoch fáz sa rozhodne o tom, či Zem zostane na obežnej dráhe alebo skončí vo vnútri rozpínajúcej sa hviezdy.

Doterajšie výpočty väčšinou predpokladali, že slapové sily budú dostatočne silné na to, aby Zem postupne stiahli smerom k Slnku. Nová štúdia však využila pokročilé modely vyvinuté počas posledných približne pätnástich rokov.

Tieto modely naznačujú, že červení obri premieňajú slapovú energiu na teplo menej efektívne, než sa predpokladalo v starších výskumoch. Inými slovami, budúce Slnko nemusí mať takú schopnosť brzdiť planéty a sťahovať ich k sebe.

Vedci zároveň prehodnotili aj druhý rozhodujúci faktor – množstvo hmoty, ktoré Slnko stratí počas záverečných štádií svojho vývoja. Pri odhadoch sa opierali aj o pozorovania hviezdy L2 Puppis, ktorá predstavuje akýsi pohľad do budúcnosti našej hviezdy. Ide o starnúcu hviezdu nachádzajúcu sa približne 208 svetelných rokov od Zeme, ktorá sa už nachádza v pokročilom štádiu evolúcie.

Analýza naznačila, že hviezdy podobné Slnku môžu ku koncu života odhodiť väčšie množstvo materiálu, než predpokladali niektoré staršie modely.

Zem môže uniknúť, ale život neprežije

Po spojení nových modelov slapových síl a aktualizovaných odhadov straty hmotnosti vedci dospeli k prekvapivému výsledku. Simulácie ukázali, že obežná dráha Zeme by sa mohla rozšíriť natoľko, aby zostala mimo maximálneho dosahu rozpínajúceho sa Slnka počas fázy červeného obra aj asymptotickej vetvy obrov.

NASA/ESA/CSA

Mars v týchto simuláciách takisto prežil. Oveľa horšie dopadli Merkúr a Venuša, ktoré rozpínajúca sa hviezda pohltila vo všetkých skúmaných scenároch.

Ani prípadné prežitie Zeme však neznamená záchranu života. Už dávno pred premenou Slnka na červeného obra sa jeho svietivosť bude postupne zvyšovať. Odhady hovoria, že približne o jednu miliardu rokov bude intenzita slnečného žiarenia dostatočne vysoká na to, aby sa na Zemi spustil nekontrolovateľný skleníkový efekt. Oceány sa začnú vyparovať a planéta stratí podmienky vhodné pre život.

Počas fázy červeného obra sa povrchové teploty zvýšia natoľko, že Zem sa zmení na vyprahnutý a sterilný svet bez atmosféry a kvapalnej vody.

Autori štúdie upozorňujú, že ich výsledky ešte nepredstavujú definitívnu odpoveď. Najväčšia neistota stále súvisí s tým, koľko hmotnosti Slnko v skutočnosti stratí počas asymptotickej vetvy obrov. Aj malé rozdiely v tomto parametri môžu zásadne zmeniť konečný výsledok.

Výskum však ukazuje, že jeden z najznámejších scenárov modernej astronómie nemusí byť taký pevný, ako sa dlho zdalo. Namiesto nevyhnutného pohltenia Zeme sa čoraz viac ukazuje možnosť, že naša planéta prežije fyzicky až do samotného konca života Slnka.

Čítajte viac z kategórie: Novinky