Destinul Pământului este legat de cel al Soarelui, o stea creatoare şi distrugătoare deopotrivă

0

Chiar şi poveştile fericite au un sfârşit. Pământul este singura planetă pe care o cunoaştem unde există viaţă iar viaţa pe Pământ este legată de faptul că planeta noastră se află la distanţa optimă faţă de Soare astfel încât temperatura medie să permită existenţa apei în stare lichidă. Soarele, la fel ca orice stea, se naşte şi moare.

Atunci când Soarele va muri, îşi va extinde foarte mult volumul, devenind o stea gigantică roşie, iar Pământul va dispărea, vaporizat, în atmosfera Soarelui, conform unui material publicat de Live Science.

Deocamdată nu există niciun motiv de îngrijorare. Soarele mai are de trăit încă 7 sau 8 miliarde de ani. Comparativ cu durata de viaţă a unei stele, omenirea se află pe Pământ de extrem de puţin timp. Dacă întreaga vârstă a Pământului ar fi cumva comprimată să încapă într-un interval de 24 de ore, atunci oamenii s-ar afla pe această planetă de cel mult 1 secundă.

Dar ce se va întâmpla când Soarele va muri?

Răspunsul este legat de modul în care astrul zilei străluceşte. Stelele îşi încep viaţa ca uriaşe aglomerări de gaze cosmice, în cea mai mare parte hidrogen, în mai mică parte heliu dar şi alte gaze. Particulele de gaz au masă şi dacă se adună suficient de multe într-un loc se prăbuşesc sub propria greutate. Acest lucru generează presiune în interiorul nucleului protostelar. Presiunea duce la încălzirea gazului până la temperaturi atât de ridicate încât electronii sunt desprinşi de pe orbitele lor atomice iar gazul devine încărcat electric sau ionizat (o stare denumită plasmă).

Atomii de hidrogen, fiecare dintre ei conţinând un singur proton, fuzionează între ei formând heliu, element chimic cu doi protoni şi doi neutroni. Reacţia de fuziune eliberează cantităţi uriaşe de energie sub formă de lumină şi de căldură, fapt care generează o presiune spre exterior, stopând procesul de colaps al gazului care a dus la aprinderea furnalului de fuziune nucleară. Astfel se naşte o stea.

O stea dispune de suficient hidrogen pentru a continua procesul de fuziune timp de miliarde de ani. Însă, cum nimic nu durează la nesfârşit, în cele din urmă aproape tot hidrogenul din nucleul stelar se va termina, rămânând doar heliul (produs din fuziunea acestuia). Din acel moment steaua nu va mai putea să genereze la fel de multă energie ca în perioada în care fuziona hidrogen.

Cum energia emisă de stea sub formă de lumină şi căldură scade, atunci scade şi presiunea spre exterior, iar steaua începe să colapseze în ea însăşi, sub propria-i greutate. Această greutate nu poate genera suficient de mare presiune pentru a porni reacţiile de fuziune ale heliului, la fel cum s-a întâmplat în cazul hidrogenului la începutul vieţii stelare. Hidrogenul rămas încă la suprafaţa nucleului stelar va continua să fuzioneze, generând totuşi un mic nivel de energie care va permite continuarea funcţionării mecanismului stelar pentru o perioadă de timp relativ scurtă.

În această perioadă de timp însă, heliul rezultat din fuziunea hidrogenului continuă să se adune în nucleul stelar până atinge o masă critică şi se prăbuşeşte în sine. Această prăbuşire în sine se produce cu o mare eliberare de energie (energie care nu este rezultatul reacţiilor de fuziune nucleară). Steaua devine astfel din ce în ce mai fierbinte din cauza creşterii presiunii din interior (prin compresia oricărui gaz, temperatura acestuia creşte).

Energia obţinută astfel este eliberată prin şi mai multă lumină şi căldură, Soarele devenind mai strălucitor decât oricând. În etapa următoare Soarele intră în stadiul de gigantă roşie (roşie pentru că temperatura de la suprafaţa unei astfel de stele este mai mică decât temperatura de la suprafaţa unor stele de tipul Soarelui) însă chiar dacă se răceşte, îşi măreşte foarte mult volumul, înghiţind pur şi simplu planetele cele mai apropiate, Mercur şi Venus şi incinerând Pământul.

Un studiu din 2008 realizat de astronomii Klaus-Peter Schröder şi Robert Connon Smith estima că Soarele va creşte atât de mult în volum încât straturile sale de la suprafaţă se vor extinde până la 170 de milioane de kilometri distanţă în jurul nucleului, absorbind planetele Mercur, Venus şi Pământ. Întregul proces de transformare a Soarelui într-o gigantă roşie va dura aproximativ 5 milioane de ani, o clipă raportat la durata de viaţă a unei stele.

Luminozitatea Soarelui creşte continuu, cu o rată de 10% la fiecare 1 miliard de ani. În acest ritm, zona de aur, distanţa potrivită faţă de stea pentru a permite existenţa apei în stare lichidă la suprafaţa unei planete, se va muta spre exteriorul sistemului solar. În prezent, zona de aur se află cuprinsă între 0,95 UA şi 1,37 UA (1 Unitate Astronomică este distanţa medie de la Pământ la Soare şi este egală cu 150 de milioane de kilometri). În momentul în care Soarele se va transforma într-o gigantă roşie, deja planeta Marte s-ar afla de foarte mult timp în interiorul acestei zone în care viaţa este posibilă. În această perioadă de timp Pământul se va confrunta cu creşteri ale temperaturilor fără precedent, întreaga planetă albastră fiind transformată într-o „baie de aburi”, oceanele evaporându-se iar vaporii de apă fiind descompuşi în elementele constituente, hidrogen şi oxigen.

Hidrogenul rezultat va fi eliberat în spaţiu, în timp ce oxigenul va reacţiona cu rocile terestre. În această perioadă, în care sperăm că specia umană va fi în siguranţă pe altă planetă sau planete, azotul şi dioxidul de carbon vor deveni probabil principalele gaze constituente ale atmosferei terestre — Terra va începe să semene din ce în ce mai mult cu planeta Venus: o planetă cu temperaturi de infern, pe care se derulează un proces de efect de seră scăpat de sub control.

Chiar dacă până atunci vom ajunge să trăim pe Marte, nici această planetă nu va rezista transformării Soarelui într-o gigantă roşie — atunci zona de aur se va muta între 49 şi 70 UA. Chiar şi orbita planetei Neptun, o gigantă de gheaţă în prezent, va deveni mult prea fierbinte. Condiţiile ar putea deveni propice pentru viaţă pe Pluto şi pe alte planete pitice din Centura Kuiper de la marginea sistemului solar.

Schröder şi Smith remarcau în studiul lor că stelele precum Soarele îşi pierd din masă, încet, de-a lungul timpului, în primul rând prin vântul solar. În aceste condiţii, orbitele planetelor din jurul Soarelui devin din ce în ce mai îndepărtate de stea. Procesul de extindere a orbitelor planetare nu va fi suficient de rapid pentru a salva Pământul, însă dacă Neptun ajunge suficient de departe ar putea deveni noua casă a omenirii (după un proces susţinut de terraformare care ar trebui să fie accesibil pentru tehnologia de care vom dispune peste miliarde de ani).

În cele din urmă hidrogenul din straturile exterioare ale nucleului solar va fi epuizat complet, reacţiile de fuziune se vor opri şi Soarele va intra din nou în colaps sub propria greutate. Acest colaps va duce la o creştere a presiunii interne până la o valoare suficient de mare pentru a reporni procesul de fuziune. Astfel, timp de încă aproximativ 2 milioane de ani Soarele va fuziona heliu obţinând carbon şi în mai mică măsură oxigen, însă aceste reacţii de fuziune produc mai puţină energie.

Odată ce ultimii atomi de heliu din nucleul stelar vor fi transformaţi în elemente mai grele, nu va mai exista suficientă energie emisă care să menţină Soarele şi steaua noastră se va prăbuşi complet sub propria greutate, nucleul se micşorează foarte mult şi Soarele se transformă într-o pitică albă în timp ce straturile superioare ale atmosferei sale sunt eliberate de nucleu şi vor forma o spectaculoasă nebuloasă planetară.

Densitatea unei pitice albe este foarte mare — Soarele va ajunge să aibă volumul aproximativ al Pământului în acest stadiu. Iar cum în această fază, în care nu mai există reacţii de fuziune nucleară, steaua nu mai are nicio sursă de energie, ea va continua să radieze căldură până la răcirea totală. Acest proces este mai îndelungat chiar şi decât viaţa stelară propriu-zisă — la vârsta actuală a Universului (aproximativ 13,75 miliarde de ani) chiar şi cele mai vechi pitice albe au încă la suprafaţă temperaturi de ordinul câtorva mii de grade Celsius. După ce se va răci complet, pitica albă ce a fost cândva Soarele va deveni o pitică neagră.

Deoarece timpul necesar pentru ca o pitică albă să-şi consume întreaga energie este mai mare, deocamdată, decât vârsta Universului, existenţa piticelor negre este doar postulată teoretic, niciuna dintre piticele albe care există în prezent nu au ajuns încă în acest stadiu. Unii oameni de ştiinţă susţin că şi după ce se va răci complet, devenind o pitică neagră, Soarele nu se va opri aici, urmând să treacă printr-un nou colaps în sine ce-l va aduce în stadiul de stea neutronică şi apoi, după un ultim colaps gravitaţional, de această dată total, va ajunge în sfârşit în stadiul final, cel de singularitate gravitaţională sau gaură neagră. (Agenţia Naţională de Presă AGERPRES)

loading...
Citește și

Spune ce crezi

Adresa de email nu va fi publicata

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.