Życie na Ziemi nie przetrwa śmierci Słońca. To straszna wizja, a ratunkiem będzie tylko ucieczka

Informacja o znalezieniu życia na planecie krążącej wokół białego karła byłaby naprawdę dobrą informacją dla ludzkości. Nie tylko byśmy potwierdzili, że nie jesteśmy sami we wszechświecie, ale wiedzielibyśmy, że da się przeżyć ostatnie etapy życia Słońca. Albo i nie.

Naukowcy z Uniwersytetu w Warwick w Wielkiej Brytanii przeanalizowali możliwe losy życia istniejącego na planetach krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca pod koniec cyklu ich życia. Wyniki symulacji wskazują, że ludzkość odejdzie w niebyt wraz ze Słońcem, jeżeli do tego czasu nie uda jej się wynaleźć sposobu pokonywania odległości międzygwiezdnych.

Gwiazdy o masie Słońca lub nieco większe (do ok. 8 mas Słońca) nie eksplodują pod koniec swojego życia jako supernowe. Zamiast tego, gdy w takiej gwieździe wyczerpią się zapasy wodoru napędzającego procesy syntezy w jądrze, jądro zacznie się kurczyć, a jego temperatura zacznie rosnąć, co z kolei sprawi, że zewnętrzne warstwy gwiazdy zaczną się rozszerzać. W ten sposób gwiazda przejdzie w stadium czerwonego olbrzyma.

Na tym etapie w Układzie Słonecznym (za około pięć miliardów lat) Słońce, które obecnie ma ok. 1,4 mln km średnicy rozrośnie się na tyle, że pochłonie Merkurego, Wenus, a być może i Ziemię (czyli średnica Słońca wzrośnie do ok. 300 mln km). Czerwony olbrzym jednak będzie charakteryzował się niezwykle silnymi wiatrami słonecznymi, których stały strumień będzie bombardował wszystkie planety Układu Słonecznego.

Warto tutaj zauważyć, ze dalsze planety Układu Słonecznego stopniowo zaczną się oddalać od Słońca na coraz szersze orbity. Będzie się tak działo, bowiem masa Słońca będzie stopniowo malała, a wraz z nią oddziaływanie grawitacyjne Słońca na planety układu.

To jednak właśnie wiatry słoneczne będą odpowiedzialne za koniec życia na Ziemi. Aktualnie życie na Ziemi chronione jest przed wiatrem słonecznym przez ziemską magnetosferę napędzaną przez ciekłe jądro żelazne we wnętrzu naszej planety. Mars ma jądro przynajmniej częściowo stałe, przez co i pola magnetycznego już nie ma, a tym samym jego atmosfera na przestrzeni miliardów lat została odarta przez wiatr słoneczny i uleciała w przestrzeń międzyplanetarną. My, mieszkańcy Ziemi akurat mamy na tyle silne pole magnetyczne, że skutecznie chroni nas przed wiatrem słonecznym, tylko czasami poddając się podczas silnych burz geomagnetycznych, co najczęściej prowadzi do krótkotrwałych zakłóceń w działaniu sieci energetycznych na Ziemi.

Symulacja strumienia wiatru słonecznego, jaki będzie emitowany przez Słońce w fazie czerwonego olbrzyma, wskazuje jednak, że ziemska magnetosfera nie będzie w stanie nas przed nim ochronić. Modele wiatru słonecznego opierające się na gwiazdach od 1 do 7 mas Słońca wskazują, że podczas przechodzenia w fazę czerwonego olbrzyma wiatr słoneczny będzie naprzemiennie rozciągał i ściskał magnetosferę, efektywnie ją niszcząc.

Wyliczenia wskazują, że aby planeta utrzymała swoją magnetosferę także w tym krytycznym etapie ewolucji, jej pole magnetyczne musiałoby być… co najmniej sto razy silniejsze od obecnego pola magnetycznego Jowisza, które jest czternaście razy silniejsze od ziemskiego.

Jakby problemy z polem magnetycznym nie były już wystarczające, rosnąca gwiazda, a tym samym zbliżająca się do Ziemi jej powierzchni szybko przesuwałaby ekosferę w dalsze rejony Układu Słonecznego. Obecnie ekosfera Słońca, czyli obszar, w którym na powierzchni planety skalistej może istnieć woda w stanie ciekłym, rozciąga się mniej więcej od orbity Wenus niemal po orbitę Marsa. Ziemia znajduje się w jej środku, więc woda w stanie ciekłym ma tutaj wprost idealne warunki do istnienia. Gdy jednak Słońce zacznie się powiększać i zmieniać w czerwonego olbrzyma, ekosfera stąd ucieknie szybciej, niż planety będą w stanie oddalić się od gwiazdy. Gdy Słońce stanie się już czerwonym olbrzymem, ekosfera będzie znajdowała się nie 150 mln km od Słońca, a 6 mld km od Słońca, czyli daleko za obecną orbitą Neptuna.

Ostatecznie pod koniec fazy czerwonego olbrzyma gwiazda odrzuci zewnętrzne warstwy i w miejscu Słońca pozostaje jedynie jej gorące jądro, które już jako biały karzeł o masie ok. połowy masy Słońca i rozmiarach Ziemi będzie powoli stygło przez setki miliardów lat. Warto zauważyć, że sam biały karzeł nie będzie już emitował żadnego wiatru słonecznego. Problem jednak w tym, że przynajmniej w przypadku Układu Słonecznego, nie będzie to już dla nikogo szczególnie dobra wiadomość, bo już nikogo tu po prostu nie będzie.

Z drugiej strony, może się okazać, że na przestrzeni kolejnych miliardów lat życie może ponownie pojawić się na planetach, które przetrwają, wszak będzie miało na to mnóstwo czasu.

Czy zatem należy poszukiwać życia na planetach krążących wokół białych karłów? Można, aczkolwiek trzeba mieć świadomość, że takie życie musiałoby powstać już po tym jak gwiazda centralna stała się białym karłem, a nie wcześniej.

Aby zakończyć w nieco bardziej optymistycznym tonie - do przejścia Słońca w fazę czerwonego olbrzyma mamy jeszcze jakieś 5-7 miliardów lat na to, aby wymyślić technologię podróży międzygwiezdnych. Gdyby to nam się udało, moglibyśmy porzucić Układ Słoneczny i skoczyć w okolice jakiejś młodszej gwiazdy. Z pewnością taka technologia będzie znajdowała się poza zasięgiem naszej cywilizacji jeszcze przez tysiące lat, ale skoro w ciągu kilkuset tysięcy lat byliśmy w stanie zejść z drzewa i stworzyć iPhone’a, to może na przestrzeni kolejnego miliarda czy dwóch miliardów lat będziemy w stanie ogarnąć ucieczkę z Układu Słonecznego. Czego swoim i waszym potomkom serdecznie życzę.

Ten artykuł ukazał się po raz pierwszy na spidersweb.pl 23.07.2021 roku