(Изображение: © Вадим Садовски / Shutterstock)
Повечето планети могат да съществуват дълго, дълго, но те не могат да продължат завинаги. Гладните звезди и насилствените планетарни съседи могат напълно да унищожат един свят, докато въздействията и прекомерният вулканизъм могат да направят обитаем свят стерилен чрез отнемане на планетата на неговата вода. Има също така много теоретични начини, които могат да заклинаят края на планетата, но не, доколкото знаем.
"Планетите умират през цялото време точно в нашия галактически квартал", пише в своето издание Шон Реймънд, планетарен моделиер от Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Бордо, Франция серия от блогове за това как планетите умират, Реймънд е проучил безброй начини планетите да срещнат своя край. Въпреки че не всички планети умират, в крайна сметка повечето намират своя път към планетарната морга.
Климатична катастрофа
Климатичният цикъл на Земята играе важна роля за гарантирането, че планетата не е нито прекалено гореща, нито твърде студена, за да поддържа живота. Но климатът в скалист свят, като Земята, не отнема много, за да се измъкне от удара, задействайки събития, водещи или до невероятно гореща планета, или към свят на снежна топка.
На Земята температурата се регулира от количеството въглероден диоксид в атмосферата. Въглероден диоксид и други парникови газове в атмосферата (като вода, метан и азотен оксид) действат като одеяло, като поддържат планетата топла, като забавят колко голяма част от слънчевата радиация избяга обратно в космоса. Когато въглеродният диоксид се натрупва в атмосферата, той затопля повърхността на планетата, карайки да вали повече, След това валежите отстраняват част от въглеродния диоксид от атмосферата и я отлагат в карбонатните скали на морското дъно и планетата започва да се охлажда.
Ако въглеродният диоксид се натрупва в атмосферата по-бързо, отколкото може да се абсорбира отново в скалите, поради нещо като например повишена вулканична активност, това може да предизвика бягство на парниковият ефект. Температурите могат да се повишат над точката на кипене на водата, което може да бъде проблем за поддържане на живота, тъй като цял живот, както знаем, изисква вода. Повишаването на температурите може също да позволи на атмосферата да избяга в космоса, като премахне защитния щит, който отклонява радиацията от слънцето на планетата и други звезди.
"Отоплението на парникови газове е факт от атмосфера на живот и желателно до известна степен", написа Реймънд. "Но нещата могат да излязат от употреба."
Топлината не е единственият начин климатът да се превърне в смъртоносен. Когато планетата стане достатъчно студена, това тяло се превръща в а свят на снежна топка, скалист обект, покрит в лед. Ледът и снягът са ярки и отразяват голяма част от топлината на звездата обратно в космоса, което кара света да се охлажда още повече. В свят с повърхностни вулкани изригванията могат да изхвърлят въглеродния диоксид и други газове обратно в атмосферата, загрявайки света обратно. Но ако условията на снежна топка се появят на планета, на която липсва тектоника на плочите - и следователно вулкани - светът може да бъде трайно заключен в състояние на снежна топка.
Според Реймънд, всички потенциално животозастрашаващи планети рискуват климатична катастрофа, което може да направи планетата необитаема, но не и да я унищожи напълно.
Лава или живот
Влекачът на съседните светове може да издърпа орбита на планетата, което оказва натиск върху вътрешността на планетата и увеличава топлината на средния слой на Земята, мантията. Тази топлина трябва да намери начин да избяга, а най-типичният метод е чрез вулкан.
Вулканичната активност може значително да повлияе на околната среда на планетата. Според Университетска корпорация за атмосферни изследвания, газовите и праховите частици, хвърлени в атмосферата от вулкан, могат да повлияят на атмосферата на планетата, охлаждайки планетата и засенчвайки я от входяща радиация. През 1815 г. изригването на Връх Тамбора, най-голямото изригване в записаната история на Земята, хвърли толкова много пепел, че понижи глобалните температури, правейки 1816 г. така наречената „година без лято“.
Вулканите също могат да причинят обратния ефект - глобалното затопляне, тъй като отделят парникови газове в атмосферата. Честите и големи вулканични изригвания биха могли да предизвикат бягство от парникови ефекти, което би превърнало обитаем свят като Земята в нещо повече като Венера.
Не е нужно да търсим далеч за пример от реалния живот на вулкански свят. Луната на Юпитер Io е най-вулканично активното тяло в Слънчевата система със стотици вулкани, които непрекъснато изригват. Ако Земята беше теглена толкова, колкото Ио се дърпа от гравитационната сила на Юпитер, Земята би имала 10 пъти повече вулканична активност от Йо, според Реймънд.
Комета бедствие
Скалистите астероиди и ледените комети са планетарни „трохи“, които могат да причинят значителни проблеми на съседните им светове, особено когато са хвърлени от ледени и газови гиганти.
Докато планетите се установят в крайните си орбити, техните гравитационни влекачи могат да се движат астероиди и комети наоколо. Някои могат да бъдат изтласкани в покрайнините на планетарната система, докато други се хвърлят навътре, в крайна сметка се сблъскват със скални светове, където животът може да се опитва да се развива.
Във външната ни слънчева система окончателните движения на Нептун, докато се настани в постоянната си орбита, изтласкаха множество комети навътре, преминавайки ги от планета към планета, докато стигнат до Юпитер. Юпитер изхвърли някои от тези ледени тела навън, но други бяха хвърлени навътре към Земята през период, известен като Късно тежко бомбардиране.
Днес Земята непрекъснато натрупва около 100 тона (90 метрични тона) междупланетен материал всеки ден под формата на прах. Обекти по-големи от около 330 фута (100 метра) се сриват на повърхността само около веднъж на всеки 10 000 години, докато телата, по-големи от две трети от миля (1 километър), се сриват само веднъж на всеки 100 000 години, според данните на НАСА Център за проучвания на близо до Земята.
Когато гигантските планети хвърлят тези разрушителни трохи към слънцето, сблъсъците спадат и ударите се случват по-често. Предметите със среден размер могат да изхвърлят прах и отпадъци в атмосферата, което може да попречи на атмосферните процеси. Гигантските удари могат да причинят още по-ужасни ефекти, не само поради опустошенията на земята нула, но и защото могат да изхвърлят достатъчно отломки, за да причинят въздействаща зима, хвърляйки планетата в мини ледников период. С достатъчно въздействия поред, въздействието на климата може да се развива един върху друг, докато в крайна сметка не превърне света в обитаем.
Въз основа на наблюденията на планетарните останки, открити около други звезди, Реймънд изчисли, че около 1 милиард планети, подобни на Земята в галактиката, в крайна сметка ще бъдат унищожени при бомбардиране на астероиди.
Лош голям брат
Като най-масовият обект в Слънчевата система след слънцето, Юпитер действа като защитен голям брат, предпазвайки по-малките скалисти планети от отломки и гиганти около други светове вероятно играят същата роля. Но ако газов гигант като Юпитер стане нестабилен, това може да има пагубен ефект върху по-малките светове около него.
След формиране на звезди, на диск от остатъчен материал поражда планети. Гравитационните влекачи от газа и праха в диска упражняват сила върху планетите и могат да поддържат газовите гиганти в съответствие през първите няколко милиона години. След като го няма обаче, планетите могат да променят орбитите си по-лесно. Тъй като гигантските планети са много по-малки от скалните си братя и сестри, техните гравитационни тласъци могат да направят значителна разлика в изместването на орбитите на по-малки планети. Но големите светове не са имунизирани; две гигантски планети могат да се дръпнат една върху друга и дори могат да преминат изключително близо една до друга. Според Реймънд тези гиганти рядко се сблъскват, вместо да предоставят гравитационни ритници един към друг. В крайна сметка някои светове могат да бъдат изхвърлен на орбита напълно и се предава на плаващ през космоса неподкрепен към всякакви звезди.
Реймънд изчисли, че около 5 милиарда скалисти свята са били унищожени от газови гиганти. Повечето от разрушенията вероятно са станали скоро след формирането на планетите. Въпреки това, шепа вероятно се е случила по-късно през живота на системата, след като животът е имал време да се развие. Ако само 1% от газовите гиганти са станали нестабилни по-късно през планетарния си живот, тогава е възможно 50 милиона планетарни системи да са унищожили обитаеми светове, като са ги хвърляли в своята звезда.
Звездна закуска
Подобно на планетите, звездите могат да приключат и тяхната трансформация може да има драстични ефекти върху планетите, които ги обикалят.
Звезди от червено джудженапример, може да отнеме повече от 100 милиона години, за да достигнат дългосрочната си яркост, десет пъти по-дълга от нашето слънце. Планетите, които обикалят около червено джудже, може да са в обитаемата зона за няколко милиона години, но тъй като звездата става по-ярка, всяка поддържаща живота вода може да се изпари далеч при по-високите температури.
Но планетите в орбита на горещо, червено джудже все още биха могли да поддържат живота. "Не знаем дали този процес изсушава планетите напълно или просто отстранява няколко външни пласта на океана", пише Реймънд. "Ако една планета има достатъчно вода, хваната във вътрешността си (смята се, че Земята има няколко пъти по-голяма повърхностна вода в мантията), тогава тя би могла да издържи загубата на океаните си, като по-късно ще избухне нови. Това е сложно взаимодействие между геология и астрономия и резултатът е неизвестен - засега. " Реймънд прецени че 100 милиарда планети може да са изсъхнали от червеното си джудже.
Слънчевите звезди дават на обитаемите планети повече време да се задържат на водата, давайки шанс на живота. Но температурата на слънцето също се променя, бавно изсветлявайки през милиарди години. След милиард години, казва Реймънд, планетата вече няма да бъде в обитаемата зона; водата вече няма да остане течна на земната повърхност. Вместо това планетата ще претърпи бърз парников ефект и в крайна сметка ще се навие като на Венера.
Когато звезда, подобна на слънце, достигне 10 милиарда години, в него ще изтече водород и ще се разшири до някъде между 100 и 200 пъти по-голям от сегашния си размер. (Слънцето ни е на 4,5 милиарда години, така че имаме известно време преди това да се случи.) В Слънчевата система Венера и Меркурий ще бъдат погълнат от звездата, докато промяната на гравитацията на слънцето ще избута Марс и външните планети по-далеч. Земята е точно на ръба и може да пострада или съдбата. Приблизително 4 милиарда скалисти светове вероятно се консумират от бавно блестяща звезда.
Най-масивните звезди избухват във огнена свръхнова след сравнително кратък живот от няколко милиона години. Не са открити планети около тези масивни звезди, но това може да е така, защото има толкова малко масивни звезди за търсене, а екзопланетите все още са трудни за намиране, пише Реймънд. Така или иначе всяка планета около тези гигантски звезди вероятно ще бъде унищожена от експлозивната смърт на звездата.
Тази статия е вдъхновена от поредицата на астронома Шон Реймънд на Как планетите умират.
Допълнителни ресурси:
- Научете повече за планетарната еволюция на Блогът на PlanetPlanet на Шон Реймънд
- Прочетете повече за планетарни "трохи", които достигат до Земята, от Центъра за близо земни обекти.
- Научете повече за разликите между различни видове звезди.
