Земля устоит в пламени ада: ученые пересмотрели сценарий гибели планеты

Земля, возможно, переживет огненную смерть Солнца, даже когда наше светило поглотит самые близкие к нему планеты. К такому обнадеживающему выводу пришли авторы нового исследования, использовавшие самые современные астрономические модели.

Полученные результаты предлагают альтернативный сценарий судьбы нашей планеты, которую ранее считали обреченной на неминуемую гибель в термоядерном пекле расширяющегося Солнца через миллиарды лет. Будучи желтым карликом, наша звезда должна прожить относительно спокойную жизнь длиной в 10 миллиардов лет. Но примерно через 5 миллиардов лет в ее ядре закончится водород для термоядерного синтеза, и она начнет сжигать водород в оболочке. Это заставит Солнце колоссально расшириться, превратив его сначала в красного гиганта, а затем в еще более крупную «звезду асимптотической ветви гигантов» (AGB), прежде чем оно окончательно угаснет, став белым карликом.

Теперь, в письме редактору, опубликованном 19 июня в журнале Astronomy & Astrophysics, астрономы использовали новейшие модели звездной эволюции и наблюдения за соседней умирающей звездой, чтобы заново оценить окончательную, потенциально огненную участь Земли.

Космическое перетягивание каната

Когда Солнце вступит в поздние стадии своей жизни, Земля окажется во власти двух противоборствующих сил — и эта участь уготована бесчисленным мирам на протяжении невообразимо долгого космического времени.

По мере того как Солнце расширится, возможно, до размеров, в сотни раз превышающих нынешние, возросшие приливные силы начнут притягивать Землю к нашей быстро раздувающейся, пульсирующей звезде. Однако вздымающееся Солнце будет также терять свои раздутые внешние слои в космос посредством звездного ветра. Модели показывают, что, сбрасывая значительную часть своей массы и становясь легче, звезда ослабит свое гравитационное сцепление, позволив нашей планете отдалиться в глубины Солнечной системы.

«Судьба Земли зависит от хрупкого баланса между этими двумя эффектами, — пояснил в своем заявлении Мэтс Эссельдерс, докторант Института астрономии Лёвенского католического университета в Бельгии и первый автор исследования. — Если возобладают приливные взаимодействия, Земля будет поглощена. Если доминирует потеря массы, Земля сбежит на более широкую орбиту».

Предыдущие исследования лишь затуманивают картину. Разные научные работы делали разные допущения относительно потери солнечной массы, приливных сил и планетарных взаимодействий. В итоге до сих пор было неясно, переживет ли Земля обе гигантские фазы Солнца, прежде чем наше светило сморщится в крошечный, но плотный звездный труп, называемый белым карликом.

Искра надежды теплится благодаря тому, что астрономы уже находили нетронутые миры на орбитах белых карликов. С другой стороны, некоторые системы с белыми карликами усеяны каменистыми останками уничтоженных планет. Поэтому исследователи наблюдали за когда-то похожей на Солнце, а ныне умирающей гигантской звездой L2 Puppis, расположенной в 200 световых годах от нас в созвездии Кормы, чтобы заглянуть в наше солнечное будущее. Согласно предыдущим оценкам, L2 Puppis может терять до одной миллионной массы Солнца в год, выбрасывая пылевой диск, внутри которого, как полагают, скрывается планета массой от 12 до 16 масс Юпитера. Кроме того, ученые выполнили гравитационные расчеты на основе внутренней структуры и динамики эволюционирующих звезд, смоделировав эволюцию орбит внутренней части Солнечной системы и жизненный путь Солнца от младенчества до финальной фазы «выгоревшего» белого карлика.

Прощайте, Меркурий и Венера

Основываясь на наблюдениях за потерей массы L2 Puppis и обновленных моделях звездной эволюции, исследователи пришли к выводу, что Земля выживет, сместившись как раз за радиус расширяющегося Солнца.

«Самая большая неопределенность теперь исходит не от приливных расчетов, а от того, сколько массы потеряет будущее Солнце, — добавил Эссельдерс. — Наблюдения за солнцеподобными гигантскими звездами в настоящее время указывают на выживание Земли, но нам нужны более качественные наблюдения, прежде чем мы сможем быть уверенными».

Но даже если Земля уцелеет, нашим соседям по Солнечной системе не поздоровится: симуляции показывают, что Меркурий и Венера будут неминуемо поглощены адским пламенем умирающей звезды.

Дополнительные наблюдения и улучшенные модели помогут окончательно прояснить судьбу нашей планеты. Например, в следующем году Европейское космическое агентство запустит миссию PLATO — космический телескоп, нацеленный на поиск землеподобных планет у солнцеподобных звезд. Вероятно, он обнаружит планеты и вокруг стареющих светил, что позволит составить более точное представление об этой потенциально обреченной популяции миров.

Источники:
Оригинальная статья: Live Science.
Научная публикация: Письмо редактору в журнале Astronomy & Astrophysics от 19 июня.
Данные наблюдений: KU Leuven (Институт астрономии Лёвенского католического университета), Европейская южная обсерватория (ESO).
Миссии: Европейское космическое агентство (PLATO).