(Slika: © Vadim Sadovski / Shutterstock)
Većina planeta može dugo i dugo postojati, ali ne može trajati zauvijek. Gladne zvijezde i nasilni planetarni susjedi mogu u potpunosti uništiti svijet, dok udarci i prekomjerni vulkanizam mogu učiniti prihvatljiv svijet sterilnim uklanjanjem planete njegove vode. Također, postoji puno teorijskih načina koji bi mogli pisati kraj planete, ali nemaju, koliko znamo.
"Planeti umiru cijelo vrijeme upravo u našem galaktičkom susjedstvu", napisao je u svojoj knjizi Sean Raymond, planetarni modelar iz Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux u Bordeauxu, Francuska. serija blogova o tome kako planete umiru, Raymond je istražio bezbroj načina na koje bi planete mogle dočekati svoj kraj. Iako ne umiru sve planete, većina ih na kraju dospije u planetarnu mrtvačnicu.
Klimatska katastrofa
Zemljin klimatski ciklus igra važnu ulogu u osiguravanju da planet nije ni prevruć ni prehladan za održavanje života. Ali nije potrebno mnogo da se klima na stjenovitom svijetu, poput Zemlje, izbaci iz udara, što pokreće događaje koji vode ili u nevjerojatno vruć planet ili u svijet snježne kugle.
Na Zemlji je temperatura regulirana količinom ugljičnog dioksida u atmosferi. Ugljični dioksid i ostalo staklenički plinovi u atmosferi (poput vode, metana i dušikovog oksida) djeluju kao pokrivač, održavajući planetu toplom usporavajući koliko sunčeva zračenja bježi natrag u svemir. Kad se ugljični dioksid skupi u atmosferi, on zagrijava površinu planeta, uzrokujući da kiša više pada, Kiša zatim uklanja dio ugljičnog dioksida iz atmosfere i taloži ga u karbonatne stijene na morskom dnu, a planet se počinje hladiti.
Ako se ugljični dioksid akumulira u atmosferi brže nego što se može ponovo apsorbirati u stijene, na primjer, zbog nečega poput povećane vulkanske aktivnosti, može potaknuti efekt staklene bašte. Temperature se mogu uzdići iznad točke ključanja vode, što može biti problem za održavanje života, budući da sav život, koliko znamo, zahtijeva vodu. Rast temperature također može omogućiti atmosferi da pobjegne u svemir, uklanjajući zaštitni štit koji odbija zračenje sunca planeta i drugih zvijezda.
"Grijanje staklenika je atmosfera života i poželjna je u određenoj mjeri", napisao je Raymond. "Ali stvari mogu ispasti iz ruke."
Toplina nije jedini način na koji klima može postati smrtonosna. Kad se planet dovoljno ohladi, to se tijelo pretvara u svijet snježne kugle, kameniti objekt prekriven ledom. Led i snijeg svijetli su i odražavaju velik dio topline zvijezde natrag u svemir, zbog čega se svijet još više hladi. U svijetu s površinskim vulkanima, erupcije mogu izbaciti ugljični dioksid i druge plinove natrag u atmosferu, zagrijavajući svijet natrag. Ali ako se dogodi uvjet snježne kugle na planeti kojoj nedostaje tektonika ploča - a samim tim i vulkani - svijet će možda biti trajno zaključan u stanju snježne kugle.
Prema Raymondu, svi potencijalno životno planeti riskiraju klimatska katastrofa, što može učiniti da planeta postane nenastanjiva, ali ne i potpuno uništiti.
Lava ili život
Vuča susjednih svjetova može se povući na planetu planete, što vrši pritisak na unutrašnjost planeta i povećava toplinu srednjeg Zemljinog sloja, plašta. Ta toplina mora pronaći način za bijeg, a najtipičnija metoda je kroz vulkan.
Vulkanska aktivnost može značajno utjecati na okoliš planete. Prema Sveučilišna korporacija za atmosferska istraživanjaČestice plina i prašine koje vulkan baca u atmosferu mogu utjecati na atmosferu planeta, hladeći planet i zasjenjujući ga od dolaznog zračenja. 1815. erupcija od Brdo Tambora, najveća erupcija u Zemljinoj zabilježenoj povijesti, bacila je toliko pepela da je snizila globalne temperature, čineći 1816. takozvanu „godinu bez ljeta“.
Vulkani također mogu izazvati suprotan učinak - globalno zagrijavanje - jer ispuštaju stakleničke plinove u atmosferu. Česte i velike vulkanske erupcije mogle bi pokrenuti bježeći efekt staklene bašte koji bi nastanjeni svijet poput Zemlje pretvorio u nešto više poput Venere.
Ne moramo daleko tražiti primjer iz svijeta vulkana iz stvarnog života. Jupiterov mjesec Io je najviše vulkansko aktivno tijelo u Sunčevom sustavu, sa stotinama vulkana koji neprekidno eruptiraju. Ako bi Zemlja bila vučena onoliko koliko je Io vučena gravitacijskom silom Jupitera, Zemlja bi imala 10 puta više vulkanske aktivnosti od Ija, prema Raymondu.
Kometna nesreća
Stjenoviti asteroidi i ledeni kometi planetarne su "mrvice" koje mogu stvoriti značajne probleme njihovim susjednim svjetovima, pogotovo kada ih progone ledeni i plinski divovi.
Kako se planeti smještaju u svoje posljednje orbite, njihovi gravitacijski tegljači mogu kretati asteroide i komete. Neki se mogu gurnuti u rub planetarnog sustava, dok se drugi bacaju prema unutra, na kraju sudarajući sa stjenovitim svjetovima, gdje se život možda pokušava evoluirati.
U našem vanjskom Sunčevom sustavu, završni pokreti Neptuna, smjestivši se u njegovu stalnu orbitu, gurali su više kometa prema unutra, prolazeći ih od planeta do planeta sve dok nisu stigli do Jupitera. Jupiter je neke od tih ledenih tijela bacio prema van, ali druga su bila odbačena prema zemlji tijekom razdoblja poznatog kao Kasno teško bombardiranje.
Danas Zemlja stalno nakuplja oko 100 tona (90 metričkih tona) međuplanetarnog materijala u obliku prašine. Predmeti veći od oko 100 stopa (100 metara) sruše se na površinu samo jednom svakih 10.000 godina, dok se tijela veća od dvije trećine milje (1 kilometar) sruše samo jednom svakih 100.000 godina, prema NASA-inim podacima Centar za proučavanje objekata bliskih Zemlji.
Kada divovske planete bacaju ove destruktivne mrvice prema suncu, sudara dolazi do češćih udara. Predmeti srednje veličine mogu baciti prašinu i nečistoće u atmosferu, što može ometati atmosferske procese. Divovski utjecaji mogu prouzrokovati još strašnije posljedice, ne samo zbog devastacije u nuli zemlje, već i zbog toga što mogu baciti dovoljno otpadaka da uzrokuju utjecaj zime, bacajući planet u mini ledeno doba. Uz dovoljno utjecaja zaredom, klimatski učinci mogli bi se međusobno nadograditi sve dok na kraju svijet ne postane nenastanjivim.
Na temelju opažanja planetarnih ostataka pronađenih oko drugih zvijezda, Raymond je izračunao da će oko 1 milijarda planeta sličnih Zemlji u galaksiji na kraju biti uništena bombardiranjem asteroida.
Loš veliki brat
Kao najmasovniji objekt Sunčevog sustava nakon sunca, Jupiter djeluje poput zaštitničkog velikog brata, štiteći manje kamenite planete od krhotina, a divovi širom svijeta vjerojatno igraju istu ulogu. Ali ako bi plinski div poput Jupitera postao nestabilan, mogao bi imati razorni učinak na manje svjetove oko njega.
Nakon formiranja zvijezda, disk od ostatka materijala rađa planete. Gravitacijski tegljači iz plina i prašine na disku djeluju na planetu i mogu održavati plinske divove u skladu prvih nekoliko milijuna godina. Međutim, kad nestane, planeti mogu lakše mijenjati svoje orbite. Budući da su planeti divovi mnogo manji od svojih kamenitih braća i sestara, njihovi gravitacijski pritisci mogu značajno utjecati na pomicanje orbita manjih planeta. Ali veliki svjetovi nisu imuni; dva divovska planeta mogu se vući jedna za drugom i mogu čak proći vrlo blizu jedna drugoj. Prema Raymondu, ti se divovi rijetko sudaraju, umjesto što pružaju gravitacijski udarce jedni drugima. Na kraju bi mogli biti i neki svjetovi izbačen u potpunosti iz orbite i postaju preusmjereni da pluta kroz svemir nepovezan s bilo kojom zvijezdom.
Raymond je izračunao da su plinoviti divovi uništili otprilike 5 milijardi kamenitih svjetova. Većina uništavanja vjerojatno se dogodila ubrzo nakon formiranja planeta. Međutim, nekolicina se vjerojatno dogodila kasnije u životu sustava, nakon što je život imao vremena evoluirati. Ako bi samo 1% plinskih divova postalo nestabilno kasnije u svom planetarnom životnom vijeku, onda je moguće da je 50 milijuna planetarnih sustava uništilo nastanjene svjetove bacajući ih u svoju zvijezdu.
Zvjezdana grickalica
Poput planeta, zvijezde se mogu zaustaviti i njihova transformacija može imati drastične posljedice na planete koji ih okružuju.
Crvene patuljaste zvijezdena primjer, treba im više od 100 milijuna godina da dosegnu svoju dugoročnu svjetlost, deset puta duže od našeg sunca. Planeti koji kruže oko crvenog patuljka možda su unutar naseljene zone nekoliko milijuna godina, ali kako zvijezda postaje sve svjetlija, bilo koja voda koja održava život može nestati pod višim temperaturama.
Ali planete u orbiti oko vrućeg, crvenog patuljaka i dalje bi mogle održati život. "Ne znamo da li ovaj proces potpuno isušuje planete ili samo odstranjuje nekoliko vanjskih slojeva oceana", napisao je Raymond. "Ako neki planet ima dovoljno vode zarobljene u svojoj unutrašnjosti (misli se da Zemlja ima plašt nekoliko puta više površinske vode u plaštu), onda bi mogla izdržati da izgubi svoj ocean kasnijim izluđivanjem novih. To je složena interakcija između geologije i astronomije i ishod je za sada nepoznat. " Procijenio je Raymond da je njihov crveni patuljak 100 milijardi planeta možda presušio.
Sunčeve zvijezde daju životnim planetima više vremena da se zadrže vodu, dajući životnoj šansi. Ali sunčeva se temperatura također mijenja, polako se svijetli kroz milijarde godina. Za milijardu godina, rekao je Raymond, planet više neće biti u naseljenoj zoni; voda više neće ostati tekuća na Zemljinoj površini. Umjesto toga, planet će doživjeti brzi efekt staklene bašte i na kraju će završiti nalik Veneri.
Kad zvijezda slična suncu dosegne 10 milijardi godina, nestat će joj vodika i proširiti se negdje između 100 i 200 puta više od trenutne veličine. (Naše sunce je staro 4,5 milijardi godina, tako da imamo neko vrijeme prije nego što se to dogodi.) U Sunčevom sustavu, Venera i Merkur će biti progutala ga je zvijezda, dok će sunčeva promjena gravitacije tjerati Mars i vanjske planete dalje. Zemlja se nalazi na rubu i može trpjeti bilo koju sudbinu. Otprilike 4 milijarde stjenovitih svjetova vjerojatno će pojesti zvijezda koja se polako blista.
Najmasovnije zvijezde eksplodiraju u vatrena supernova nakon relativno kratkog vijeka trajanja od nekoliko milijuna godina. Oko ove masivne zvijezde nisu pronađene planete, ali to bi moglo biti jer postoji tako malo masivnih zvijezda koje se mogu pretraživati, a egzoplanete je još uvijek teško pronaći, napisao je Raymond. Bilo kako bilo, bilo koji planet oko ovih divovskih zvijezda vjerojatno će biti uništen zvijezdom eksplozivnom smrću.
Ovaj je članak inspiriran serijalom astronoma Seana Raymonda o Kako planete umiru.
Dodatna sredstva:
- Saznajte više o planetarnoj evoluciji na Blog planeta Selana Raymonda
- Pročitajte više o planetarne "mrvice" koje dopiru do Zemlje, iz Centra za blizine Zemlje.
- Saznajte više o razlikama između različite vrste zvijezda.
