Com i quan morirà el sistema solar

2024 Autora: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 03:49

Encara tenim una mica més de temps, uns 5-7 mil milions d'anys.

Anteriorment, dues llunes giraven al voltant de la Terra, que després es van fusionar. Tità, el satèl·lit de Saturn, és un anàleg ideal del nostre planeta, bé pot tenir vida. I els asteroides que es troben entre Júpiter i Plutó, per alguna raó, s'anomenen "centaures". Podeu conèixer aquests i altres fets sobre l'espai al llibre "Quan la Terra tenia dues llunes. Planetes caníbals, gegants de gel, cometes de fang i altres lluminàries del cel nocturn ", que va ser publicat recentment per l'editorial" Alpina no-ficció ".

El creador d'una fascinant excursió a la història del sistema solar és Eric Asfog, científic planetari i astrònom nord-americà. L'autor no només treballa al Laboratori per a l'Estudi dels Planetes i la Lluna de Tucson, sinó que també participa activament en les expedicions de la NASA. Per exemple, la missió Galileu, que va estudiar Júpiter i les seves llunes. Lifehacker publica un fragment del primer capítol del treball del científic.

Com un motor de combustió interna que de vegades torna a disparar quan comença el fred, el jove Sol va experimentar esclats irregulars d'alta activitat durant els primers milions d'anys. Les estrelles que passen per aquesta etapa de desenvolupament s'anomenen estrelles T Tauri després d'una estrella activa ben estudiada a la constel·lació corresponent. Després d'haver passat l'etapa dels dolors del part, les estrelles finalment obeeixen la regla que les més pesades i brillants es tornen blaves, enormes i molt calentes, mentre que les més petites es tornen vermelles, fresques i avorrides.

Si traceu totes les estrelles conegudes en un gràfic, amb estrelles blaves a l'esquerra, estrelles vermelles a la dreta, tènues a la part inferior i brillants a la part superior, generalment s'alinearan al llarg d'una línia que va des de la part superior esquerra. cantonada a la cantonada inferior dreta. Aquesta línia s'anomena seqüència principal i el Sol groc es troba just al centre. A més, la seqüència principal té moltes excepcions, així com rams, on resideixen estrelles joves que encara no s'han desenvolupat a la seqüència principal i estrelles velles que ja l'han abandonat.

El sol, una estrella molt normal, emet la seva calor i llum amb una intensitat gairebé constant durant 4.500 milions d'anys. No és tan petit com les nanes vermelles, que cremen molt econòmicament. Però no tan gran com per cremar-se en 10 milions d'anys, com passa amb els gegants blaus que es converteixen en supernoves.

El nostre Sol és una bona estrella i encara tenim prou combustible al dipòsit.

La seva lluminositat va augmentant progressivament, després d'haver augmentat aproximadament una quarta part des dels seus inicis, fet que la va desplaçar lleugerament al llarg de la seqüència principal, però no hi presentareu cap altra afirmació. Per descomptat, de tant en tant ens trobem amb ejeccions de massa coronal, quan el Sol expulsa una bombolla magnetoelèctrica i banya el nostre planeta amb corrents de radiació. Irònicament, avui en dia, la nostra xarxa artificial és més vulnerable a l'efecte d'una ejecció de massa coronal, perquè un pols electromagnètic associat a aquest esdeveniment pot interrompre el funcionament de grans seccions de la xarxa elèctrica durant un període de diverses setmanes a dos anys. El 1859, l'ejecció coronal més gran de la història moderna va provocar espurnes a les oficines de telègraf i una magnífica aurora boreal. L'any 2013, la companyia d'assegurances londinenca Lloyd's va estimar que els danys d'aquesta emissió coronal als Estats Units moderns serien entre 0,6 i 2,6 bilions de dòlars. … Però en comparació amb el que passa en altres sistemes planetaris, aquesta activitat és completament inofensiva.

Però això no sempre serà així. D'aquí a uns 5-7 mil milions d'anys començarà per a nosaltres el "crepuscle dels déus", l'última agitació, durant la qual els planetes deixaran les seves òrbites. Després d'abandonar la seqüència principal, el Sol es convertirà en una gegant vermella i en uns quants milions d'anys embolirà Mercuri, Venus i possiblement la Terra. Aleshores es contraurà, llançant la meitat de la seva massa a l'espai. Els astrònoms d'estrelles veïnes podran observar en els seus cels una "nova" closca de gas escumós en expansió que desapareixerà en pocs milers d'anys.

El sol ja no aguantarà el núvol exterior d'Oort, els cossos del qual aniran a vagar per l'espai interestel·lar com a fantasmes còsmics. El que queda de l'estrella es contraurà fins a convertir-se en una nana blanca, un cos extremadament dens que brilla amb llum blanca de la seva energia gravitatòria, amb prou feines viu però brillant, de la mida de la Terra, però mil milions de vegades més pesat. Creiem que aquest és el destí del nostre sistema solar, en part perquè el Sol és una estrella ordinària, i veiem molts exemples d'aquestes estrelles en diverses etapes d'evolució, i en part perquè la nostra comprensió teòrica d'aquests processos ha avançat i ha fet un salt. està molt d'acord amb els resultats de les observacions.

Després que s'acabi l'expansió de la gegant vermella i el Sol es converteixi en una nana blanca, els planetes, els asteroides i altres restes del sistema solar interior començaran a caure sobre ella en espiral, primer a causa de la desacceleració del gas i després a causa del acció de les forces de la marea: fins que les restes superdenses, les estrelles no faran trencar els planetes un per un. Al final, hi haurà un disc de materials semblants a la terra, format principalment pels mantells arrencats de la Terra i Venus, que baixaran en espiral cap a l'estrella destruïda.

Això no és només una fantasia: els astrònoms veuen aquesta imatge als indicadors espectroscòpics de diverses "nanes blanques contaminades" veïnes, on els elements formadors de roques - magnesi, ferro, silici, oxigen - estan presents a l'atmosfera de l'estrella en quantitats corresponents a la composició de minerals de la classe dels silicats, com l'olivina. Aquest és el recordatori final dels planetes semblants a la Terra del passat.

***

Els planetes que es formen al voltant d'estrelles molt més grans que el Sol tindran un destí menys interessant. Estrelles massives cremen a temperatures de centenars de milions de graus, consumint hidrogen, heli, carboni, nitrogen, oxigen i silici en una fusió violenta. Els productes d'aquestes reaccions esdevenen elements cada cop més pesats fins que l'estrella arriba a un estat crític i explota com una supernova, escampant el seu interior al voltant de diversos anys llum de diàmetre i alhora formant gairebé tots els elements pesants. La qüestió del futur del sistema planetari, que podria haver-se format al seu voltant, es converteix en retòrica.

Ara tots els ulls estan fixats en Betelgeuse, una estrella brillant que forma l'espatlla esquerra de la constel·lació d'Orió. Es troba a 600 anys llum de la Terra, és a dir, no està massa lluny, però, afortunadament, no entre els nostres veïns més propers. La massa de Betelgeuse és vuit vegades la del Sol i, segons els models evolutius, té uns 10 milions d'anys.

D'aquí a un parell de setmanes, l'explosió d'aquesta estrella serà comparable en brillantor a la resplendor de la Lluna, i llavors començarà a esvair-se; si això no us va impressionar, tingueu en compte que des d'una distància d'1 unitat astronòmica és com veure com una bomba d'hidrogen explota en un pati proper. Al llarg del temps geològic, les supernoves han esclatat molt més a prop de la Terra, irradiant el nostre planeta i, de vegades, provocant-hi extincions massives, però cap de les estrelles més properes a nosaltres no explotarà ara.

La "zona d'impacte" d'aquest tipus de supernova és de 25 a 50 anys llum, de manera que Betelgeuse no representa cap amenaça per a nosaltres.

Com que està relativament a prop i té una mida gegantina, aquesta estrella és la primera que vam poder veure amb detall a través d'un telescopi. Tot i que la qualitat de les imatges és deficient, mostren que Betelgeuse és un esferoide estranyament irregular, semblant a un globus parcialment desinflat, que fa una revolució en el seu eix en 30 anys. Veiem una gran ploma o deformació de Pierre Kervella et al., "The Close Circumstellar Environment of Betelgeuse V. Rotation Velocity and Molecular Envelope Properties from ALMA", Astronomy & Astrophysics 609 (2018), possiblement causada per un desequilibri tèrmic global. Sembla que està realment preparada per explotar en qualsevol moment. Però, en realitat, perquè qualsevol de nosaltres pogués tenir l'oportunitat de veure la llum d'aquest esdeveniment, Betelgeuse va haver de volar a trossos en els temps de Kepler i Shakespeare.

Quan una estrella massiva explota, les portes de la seva cuina química es desprenen de les frontisses. Les cendres d'una llar termonuclear es dispersen en totes direccions, de manera que l'heli, el carboni, el nitrogen, l'oxigen, el silici, el magnesi, el ferro, el níquel i altres productes de fusió s'estenen a una velocitat de centenars de quilòmetres per segon. En el transcurs del moviment, aquests nuclis atòmics, que assoleixen una massa màxima de 60 unitats atòmiques, són bombardejats massivament per un corrent de neutrons d'alta energia (partícules de massa igual als protons, però sense càrrega elèctrica) que emanen del nucli estel·lar en col·lapse..

De tant en tant, un neutró, xocant amb el nucli d'un àtom, s'hi uneix; com a conseqüència de tot això, una explosió de supernova s'acompanya de la ràpida síntesi d'elements més complexos que es consideren necessaris per a l'existència de la vida, així com molts altres radioactius. Alguns d'aquests isòtops tenen una semivida de només segons, d'altres, com ara ⁶⁰Fe i ²⁶Al, desintegració en aproximadament el milió d'anys que va prendre la formació de la nostra nebulosa protoplanetària, i la tercera, per exemple ²³⁸U, queda molt camí per recórrer: proporcionen escalfament geològic durant milers de milions d'anys. El superíndex correspon al nombre total de protons i neutrons del nucli, això s'anomena massa atòmica.

Això és el que passa quan Betelgeuse explota. En un segon, el seu nucli es reduirà a la mida d'una estrella de neutrons -un objecte tan dens que una culleradeta de la seva substància pesa mil milions de tones- i possiblement es convertirà en un forat negre. Al mateix moment, Betelgeuse entrarà en erupció al voltant de les 10⁵⁷ neutrins, que s'emporten energia tan ràpidament que l'ona de xoc esquinçarà l'estrella.

Serà com l'explosió d'una bomba atòmica, però bilions de vegades més forta.

Per als observadors de la Terra, Betelgeuse augmentarà la seva brillantor durant diversos dies fins que l'estrella inundi la seva part del cel amb llum. Durant les properes setmanes, s'esvairà i després s'enfilarà a la nebulosa brillant d'un núvol de gas, irradiat per un monstre compacte al seu centre.

Les supernoves pal·litzen en comparació amb les explosions de quilòmetres, que es produeixen quan dues estrelles de neutrons cauen en el parany de l'atracció mútua i en espiral en una col·lisió. Potser és gràcies als quilonovs que els elements més pesats com l'or i el molibdè van aparèixer a l'espai. … Aquests dos cossos ja són d'una densitat inconcebible, cadascun té la massa del Sol, empaquetada en el volum d'un asteroide de 10 quilòmetres, de manera que la seva fusió provoca ones gravitatòries, ondulacions en l'estructura de l'espai i el temps.

Les ones gravitacionals predites a llarg termini es van registrar per primera vegada el 2015 amb un instrument de mil milions de dòlars anomenat LIGO La primera ona gravitatòria va ser registrada pel Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) el setembre de 2015. la fusió de dos forats negres a una distància d'1,3 mil milions d'anys llum de la Terra. (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, "Laser-interferometric gravitational-wave observatory"). Més tard, el 2017, l'ona gravitatòria va arribar amb una diferència d'1,7 segons amb una ràfega de radiació gamma registrada per un dispositiu completament diferent, com un llamp i un llamp.

És increïble que les ones gravitacionals i electromagnètiques (és a dir, els fotons) hagin viatjat per l'espai i el temps durant milers de milions d'anys, i sembla que són completament independents les unes de les altres (la gravetat i la llum són coses diferents), però tanmateix van arribar al mateix temps. Potser aquest és un fenomen trivial o previsible, però per a mi personalment, aquesta sincronicitat de la gravetat i la llum va omplir la unitat de l'Univers d'un significat profund. L'explosió d'una quilonova fa mil milions d'anys, fa mil milions d'anys llum, sembla un so llunyà d'una campana, el so de la qual et fa sentir com mai una connexió amb aquells que poden existir en algun lloc de les profunditats de l'espai. És com mirar la lluna, pensar en els teus éssers estimats i recordar que ells també la veuen.

Si vols saber com es va originar l'Univers, on més pot existir la vida i per què els planetes són tan diferents, aquest llibre és definitivament per a tu. Eric Asfog parla amb detall sobre el passat i el futur del sistema solar i del cosmos en general.

Alpina Non-Fiction ofereix als lectors de Lifehacker un descompte del 15% a la versió en paper de When the Earth Had Two Moons mitjançant el codi promocional TWOMOONS.