Gyárfás
18 °C
35 °C

Pusztulás vár a Földre

2008.02.07. 14:40
Amikor a Nap vörös óriás lesz, menthetetlenül elnyeli a Földet, a bolygóra végső pusztulás vár. De egymilliárd éven belül amúgy is elviselhetetlenül magas lesz a hőmérséklet.

A tudósokat azóta izgatja a Föld sorsa, amióta a csillagok fejlődésére vonatkozó elméletek alapján tudjuk, hogy évmilliárdok múlva a Nap is vörös óriássá válik, írta meg a Hírek.csillagászat.hu.

Elfogy, ezért megnő

A ma elfogadott csillagfejlődési elméletek szerint a Naphoz hasonló csillagok, miután a magbeli nukleáris üzemanyaguk adott részét elfogyasztották, jelentős méretnövekedésen mennek át, és egy időre vörös óriásokká válnak. A becslések szerint a Nap esetében ennek az lesz az eredménye, hogy felfúvódó központi csillagunk kiterjedő légköre az összes belső bolygót elnyeli majd. Érdekes adalék az ember pszichológiájához, hogy bár csak évmilliárdok múlva fog bekövetkezni, a beláthatatlan messzeségbe vesző folyamat a felmérések szerint esetenként mégis jobban izgat bennünket, mint a nem túl távoli jövő néhány, ránk vagy a közeli utódainkra nézve sokkal nagyobb következményekkel járó egyéb eseménye.

Az egyszerű becslések ugyan valóban azt mutatják, hogy a Nap mérete még a Mars pályájáét is meg fogja haladni, a képet azért néhány egyéb szempont figyelembe vételével árnyalni kell. Az egyik legfontosabb ezek közül, hogy a Nap ezt az óriási méretet fejlődési útjának vége felé éri majd el, de addigra csillagszél formájában jelentős mennyiségű anyagot fog elveszíteni. Ahogyan növekszik, az anyagkiáramlás intenzitása is egyre nagyobb lesz. Az erős csillagszél hatására viszont a bolygók pályái elvesztik a mai stabilitásukat, és az égitestek, köztük a Föld, spirális pályán kifelé, a felfúvódó központi csillaggal ellentétes irányban kezdenek mozogni. Kérdés az, hogy melyik folyamat lesz a gyorsabb, a felfúvódás vagy a menekülés.

A kérdés megválaszolására K. Schröder (University of Sussex) és R. Smith (Universidad de Guanajuato, Mexico) új, a Nap fejlődési útjának végső szakaszaira vonatkozó modellszámítást végeztek. Ennek eredményeként azt találták, hogy 7,59 milliárd év múlva, amikor a Nap eléri a vörös óriás állapotot, a csillagszél formájában történő anyagkiáramlás annyira felerősödik, hogy központi égitestünk mostani tömegének 67 százalékát elveszti, miközben maximális mérete a mostaninak 256-szorosa lesz. A felfúvódási folyamat első része csillagászati értelemben meglepően rövid idő alatt megy majd végbe, a Nap mindössze 5 millió év leforgása alatt kitölti a Merkúr pályájáig terjedő térrészt. Ezt egy 130 millió évig tartó szakasz követi, melynek során a magban a hélium égése termeli az energiát, miközben tovább táguló légköre előbb a Merkúrt, majd a Vénuszt is elnyeli. Mire a Föld is sorra kerül, a csillagszél már olyan intenzív lesz, hogy a Nap évente a földtömeg 8 százalékának megfelelő mennyiségű anyagot veszít.

Előbb jön a pusztulás

A Föld élete azonban addig sem lesz eseménytelen. Bolygónk jelenleg a Nap lakhatósági zónájának (habitable zone) kellős közepén foglal helyet. Ez az a térrész egy csillag körül, ahol az adott pillanatban a viszonyok kedvezőek az élet valamilyen formájának megjelenésére és folyamatos fennmaradására. Mai elképzelésünk szerint ez tipikusan olyan hőmérsékleti és nyomásviszonyokat jelent egy bolygón, ami lehetővé teszi, hogy a víz hosszú ideig folyékony halmazállapotban létezhessen.

Schröder és Smith számításai szerint csillagunk 1 milliárd év múlva fogja elérni legforróbb állapotát, amikor felszíni hőmérséklete 5820 K lesz. Ez ugyan csak 50 kelvinnel nagyobb a mostani hőmérsékleténél, energiakibocsátása azonban mégis 26 százalékkal fogja meghaladni a mai értéket. Ennek következtében a földi óceánok el fognak párologni, és bolygónk gyakorlatilag újra olvadt állapotba kerül. Mire a Nap eléri a vörös óriás állapotot, a korábban vázoltak alapján a Föld már 1,5 csillagászati egységre lesz a középpontjától, de ez nem lesz elegendő a túléléshez. Mihelyt belekerül a csillag atmoszférájába, a sűrűbb gázban történő mozgás okán bekövetkező impulzusnyomaték-vesztés miatt a Föld kifelé tartó spirális mozgásából egy befelé spirálozó, a végső megsemmisülés felé vezető mozgás lesz. A megmaradt csonka bolygórendszer lakhatósági zónája áthelyeződik a mai Kuiper-öv területére, 49,4 és 71,4 csillagászati egység közé.

Érdekes, hogy ha a Föld pályája ma 15 százalékkal nagyobb lenne, akkor a számítások szerint bolygónk túlélhetné a Nap felfúvódását, viszont akkor most nem lehetne élet a bolygón. A eredményeket részletező szakcikk a Monthly Notices of Royal Astronomical Society c. folyóiratban fog megjelenni.