Země možná přežije smrt Slunce, tvrdí nová studie

Ilustrační foto: AI (Flux)

Až Slunce zestárne a nafoukne se do podoby rudého obra, Země možná unikne osudu, kterého se astronomové dlouho obávali. Nová studie belgických vědců naznačuje, že naše planeta má výrazně větší šanci vyhnout se pohlcení umírající hvězdou, než se dosud myslelo. Informoval o tom server Space.com.

Zhruba za pět miliard let Slunci dojde vodíkové palivo, které ho pohání, a hvězda se roztáhne do gigantických rozměrů. Že spolkne Merkur a Venuši, o tom se nepochybuje. O Zemi se ale vede spor už celá desetiletí a řada dřívějších prací počítala s tím, že skončí stejně. Tým vedený Matsem Esseldeursem z Institutu astronomie na univerzitě KU Leuven přišel s aktualizovanými modely, podle kterých je gravitační tah táhnoucí Zemi směrem k rozpínajícímu se Slunci slabší, než předpokládaly starší výpočty. Planeta by tak měla víc času odplout dál, zatímco umírající hvězda odhazuje své vnější vrstvy do vesmíru.

Přetahovaná mezi dvěma silami

Osud Země závisí na křehké rovnováze dvou protichůdných procesů. Jak se Slunce roztahuje, jeho gravitační příliv funguje jako jemná brzda, pomalu odčerpává energii z oběžné dráhy Země a stahuje ji dovnitř. Zároveň ale hvězda ztrácí obrovské množství plynu skrz mohutný hvězdný vítr a nakonec odhodí zhruba polovinu své hmotnosti. Jak Slunce hubne, jeho gravitační sevření slábne a přeživší planety odsouvá do širších drah, které se podle NASA můžou od hvězdy vzdálit až na dvojnásobek.

„Osud Země závisí na jemné rovnováze mezi těmito dvěma efekty," uvedl Esseldeurs v prohlášení. „Pokud převáží slapové interakce, Země je pohlcena. Pokud převáží ztráta hmoty, Země unikne na širší oběžnou dráhu."

Právě v tom, jak se s těmito dvěma silami zacházelo, vidí autoři důvod, proč dřívější studie docházely k tak rozdílným závěrům. Některé slapové interakce zanedbávaly úplně, jiné se opíraly o zjednodušené vzorce staré desítky let, které předpovídaly mnohem silnější tah dovnitř. Nová práce místo toho počítá slapové síly z proměnlivé vnitřní stavby a dynamiky stárnoucích hvězd a výsledky pak testuje proti celé škále možných rychlostí, jakými Slunce může ztrácet hmotu.

Debata přitom není nová ani zdaleka. Už v roce 1924 se britský matematik James Jeans jako první zabýval tím, co se se Zemí stane během fáze rudého obra, a od té doby vědci dospívali k neustále se měnícím závěrům. Jednou z nejvlivnějších prací posledních let byla studie Schrödera a Smithe z roku 2008, která byla vůči Zemi pesimistická. Jejich model předpověděl, že Slunce v maximální velikosti dosáhne 256násobku svého současného průměru a ztratí zhruba třetinu hmotnosti. Podle nich se ale Země nestihne přesunout dostatečně daleko: i kdyby se posunula na dráhu o polovinu vzdálenější, než je dnes, sluneční příliv ji stáhne dovnitř dřív, než dostane šanci.

Merkur a Venuše nemají naději

Nové výpočty dávají jiný obrázek. I s tím slabším tahem dovnitř Merkur ani Venuše rozpínajícímu se Slunci neuniknou a budou nevyhnutelně pohlceny. Země a Mars ale podle studie oběma obřími fázemi projdou bezpečně a naše planeta nakonec skončí na širší dráze kolem bílého trpaslíka, který ze Slunce zbude.

Aby si autoři svá čísla ověřili, sáhli po skutečné hvězdě. Použili údaje o L2 Puppis, rudém obru vzdáleném zhruba 183 světelných let, který slouží jako model budoucího Slunce kvůli podobné hmotnosti. Pozorování dalekohledem ALMA ukázala, že počáteční hmotnost L2 Pup na hlavní posloupnosti byla velmi blízká sluneční a její stáří je přibližně dvojnásobné oproti Slunci. Jde tak o pozoruhodnou obdobu naší hvězdy krátce předtím, než se z rudého obra promění v planetární mlhovinu a nakonec v bílého trpaslíka. Když vědci do modelu zapracovali reálnou rychlost ztráty hmoty naměřenou právě u L2 Pup, potvrdilo se jim, že Země odpluje ven právě dost rychle na to, aby se pohlcení vyhnula.

Definitivně vyhráno ale rozhodně není. „Největší nejistota už nevychází ze slapových výpočtů, ale z toho, kolik hmoty budoucí Slunce ztratí," řekl Esseldeurs. „Pozorování obřích hvězd podobných Slunci zatím ukazují na přežití Země, ale než si budeme jistí, potřebujeme lepší pozorování." Astronomové totiž pořád neumí přesně změřit, jak rychle hvězdy podobné Slunci v pozdním věku hmotu ztrácejí, a proto zůstává konečný osud Země podle autorů nejistý.

Pro lidstvo je to každopádně útěcha spíš akademická než praktická. Slunce bude s věkem stále žhavější a Zemi promění v neobyvatelnou planetu už zhruba za miliardu let, dávno předtím, než se vůbec začne rozpínat. Výkon Slunce roste zhruba o deset procent každou miliardu let a toto teplo stačí, aby Zemi vytlačilo z obyvatelné zóny a začalo odpařovat oceány. Rostlinná biosféra planety má navíc podle souběžné studie pevné datum konce zhruba za 1,86 miliardy let.

I když už tu tedy nikdo nebude, aby to viděl, sledování konečného osudu Země pomáhá pochopit, jak se planetární soustavy vyvíjejí, když jejich hvězdy stárnou. „To nám umožní provádět populační studie orbitálního vývoje planet kolem vyvinutých hvězd," píší autoři, „a pomůže nám to lépe omezit budoucí vývoj soustavy Země–Slunce." Studie vyšla v červnu v časopise Astronomy & Astrophysics.

Zdroje:

Na přípravě článku se podílela umělá inteligence.

Autor článku