След около 5 милиарда години Слънцето ще умре. Но с напредване на възрастта ще става все по-ярко и по-горещо и след около 500 милиона години нашата звезда ще е нагорещила Земята до изпепеляване. Но има ли някакъв начин да спасим нашата планета от катастрофалната ѝ гибел?
Наистина има. Нашите далечни потомци биха могли да откраднат енергия от орбитата на Юпитер и да я предадат на Земята. Но ако се объркат, могат да изпратят планетата ни извън Слънчевата система.
Земята е била стабилна в своята орбита повече от 4 милиарда години, но е изправена пред несигурно бъдеще. Ранната Слънчева система е била пълна с десетки, ако не и стотици, твърди тела, наречени планетезимали, които са се състезавали да натрупат възможно най-много материал и да станат пълноправни планети, преди другите да са го откраднали.
Слънцето: кога и как ще загине нашата звезда?
В този хаос планетезималите се сблъсквали, въртели се твърде близо една до друга и били разбити от нарастващата гравитационна сила на газовите гиганти. От тези десетки потенциални планети оцелели само осем; останалите или се изстреляли към Слънцето, или били изхвърлени в междузвездното пространство.
Нещата също няма да са толкова красиви в бъдеще. Всеки ден Слънцето става малко по-горещо и по-ярко – естествен страничен продукт от натрупването на хелий от сливането на водород в ядрото му. След около 500 милиона години Слънцето ще стане толкова горещо, че океаните на Земята ще се изпарят, тектониката на плочите ще спре и в атмосферата ще се натрупа толкова много въглероден диоксид, че нашата планета ще изглежда като Венера.
За да се спасим, ще трябва да играем същите гравитационни игри, които са били обичайни за нашата млада Слънчева система.
Смъртоносен танц
Представете си, че стоите на железопътни релси и влакът идва към вас. Ако искате да съобразите скоростта си с тази на влака, можете просто да го оставите да се блъсне във вас – и докато някои части от вас може да постигнат необходимата скорост, това вероятно няма да е по начина, по който сте възнамерявали. Но може да имате перфектна подскачаща топка със себе си – топка, която никога, никога не може да се счупи. (Това е необходимо, за да работи тази аналогия, но не опитвайте това у дома!)
Ако хвърлите топката във влака, тя ще удари влака и ще отскочи обратно при вас много по-бързо, отколкото сте я хвърлили, защото ще има първоначалната си скорост плюс скоростта на влака. Това би забавило малко влака, но тъй като той разполага с толкова много енергия, дори няма да забележи. Ако хванете топката, тази енергия ще се прехвърли към вас, ускорявайки ви само малко. Ако повтаряте процеса отново и отново, в крайна сметка ще изравните скоростта на влака - безопасно.
За да спасим Земята, ще трябва да увеличим нейната орбита, за да я държим безопасно далеч от все по-гневното слънце. Увеличаването на орбитата на Земята ще изисква енергия, но за щастие нашата Слънчева система разполага с купища енергия под формата на орбитата на Юпитер.
Има нещо странно в атмосферата на Слънцето и изглежда, имаме представа какво
Създавайки орбитална версия на нашата аналогия с влака, бихме могли да вземем камък (всеки камък би свършил работа, но колкото по-голям, толкова по-добре) и да го изпратим към Юпитер. Можем да завъртим тази скала около гиганта, отнемайки част от неговата орбитална енергия и предавайки я на скалата, която ще се приближи обратно към Земята. След това бихме повторили маневрата, но в обратната посока, давайки част от енергията на скалата на нашата планета.
Малко по малко бихме могли да откраднем енергия от Юпитер (който, подобно на влака, дори не би забелязал) и да увеличим орбитата на Земята, поддържайки нейните температури приятни и стабилни.
Няма връщане назад
Но ако сгрешим, ще трябва да платим скъпо. Юпитер има много орбитална енергия. И с нашия сценарий за хвърляне на камък ние ще създадем феномен, наречен резонансен ефект. Всяко отделно преминаване на скалата не би допринесло с много енергия, но ако се случва редовно, по същия модел, всеки път, тогава тази малка част от енергията ще се подсили, усилвайки ефектите.
Ако не сме внимателни, бихме могли да дадем толкова много енергия на Земята, че тя да достигне слънчева скорост на бягство за постоянно напускане на Слънчевата система. А веднъж излязла, тя никога няма да се върне, обречена да броди из Космоса. Планетата все още ще има вътрешна топлина, така че вулканите и горещите извори ще продължат да работят, но ние ще бъдем обречени на постоянна нощ, което катастрофално ще охлади атмосферата (да не говорим, че ще убие всички растения и водорасли).
Гигантски планети съществуват в облака на Оорт, смятат астрономи
Астрономите смятат, че такива резонансни сценарии естествено водят до освобождаването на още повече планети скитници по-късно в живота на звездните системи. Например Нептун и Плутон са в резонанс и е невъзможно да се предвиди къде ще бъде отведена орбитата на Плутон след 10 милиона години. Има малък шанс Меркурий да попадне в резонанс с Юпитер — и малък шанс през следващите милиарди години той просто да излезе от Слънчевата система.
Астрономите изчисляват, че има някъде между 0,25 и 10 000 планети скитници за всяка звезда, всички се движат през междузвездните отпадъци на Млечния път. Това число е разбираемо широко, защото имаме изключително малко наблюдения на планети скитници и затова е трудно да се изгради солидна статистика. Но да се надяваме, че бъдещите ни потомци няма да добавят по невнимание още една към списъка.
Авторът на тази статия – Пол М. Сътър – е астрофизик в SUNY Stony Brook и Flatiron Institute в Ню Йорк. Пол получава докторска степен по физика от Университета на Илинойс в Ърбана-Шампейн през 2011 г. и е водещ на популярното предаване Ask a Spaceman!.
