(Slika: © Vadim Sadovski / Shutterstock)
Večina planetov lahko obstaja dolgo, dolgo, vendar ne more trajati večno. Lačne zvezde in nasilni planetarni sosedi lahko popolnoma uničijo svet, medtem ko lahko udarci in pretiran vulkanizem naredijo svet sterilnega, če odstranijo planet njegove vode. Obstaja tudi veliko teoretičnih načinov, ki bi lahko črkovali konec planeta, vendar, kolikor vemo, niso.
"Planeti umirajo ves čas v naši galaktični soseščini," je v svojem zapisu zapisal Sean Raymond, planetarni modelar na Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux v Bordeauxu v Franciji. serija blogov o tem, kako planeti umirajo. Raymond je raziskal nešteto načinov, kako bi planeti lahko dosegli svoj konec. Čeprav ne umrejo vsi planeti, se večina sčasoma znajde v planetarni mrtvašnici.
Podnebna katastrofa
Zemljin podnebni cikel igra pomembno vlogo pri zagotavljanju, da planet ni prevroč niti prehladen za vzdrževanje življenja. Vendar pa ni potrebno veliko, da se podnebje v skalnem svetu, kot je Zemlja, vrže iz kake, kar sproži dogodke, ki vodijo bodisi do neverjetno vročega planeta ali do sveta snežne kepe.
Na Zemlji se temperatura uravnava s količino ogljikovega dioksida v atmosferi. Ogljikov dioksid in drugo toplogredni plini v ozračju (kot so voda, metan in dušikov oksid) delujejo kot odeja in ohranjajo planet topel s tem, da upočasnijo, koliko sončnega sevanja pobegne nazaj v vesolje. Ko se v atmosferi kopiči ogljikov dioksid, greje površino planeta, zaradi česar več dežuje. Padavine nato odstranijo del ogljikovega dioksida iz ozračja in ga odložijo v karbonatne kamnine na morskem dnu in planet se začne hladiti.
Če se ogljikov dioksid v atmosferi kopiči hitreje, kot ga je mogoče ponovno absorbirati v skale, lahko na primer zaradi nekaj podobnega vulkanskega delovanja povzroči bežen toplogredni učinek. Temperature se lahko dvignejo nad vrelišče vode, kar je lahko težava za ohranjanje življenja, saj vse življenje, kot vemo, zahteva vodo. Zvišane temperature lahko tudi omogočijo, da atmosfera pobegne v vesolje in tako odstrani zaščitni ščit, ki odseva sevanje planeta in drugih zvezd.
"Ogrevanje toplogrednih plinov je življenje vzdušja in do neke mere zaželeno," je zapisal Raymond. "Toda stvari lahko uidejo iz rok."
Toplota ni edini način, da se podnebje lahko spremeni. Ko se planet dovolj prehladi, se to telo spremeni v a svet snežne kepe, skalnat predmet, prekrit v ledu. Led in sneg sta svetla in odražata večino topline zvezde nazaj v vesolje, zaradi česar se je svet še bolj ohladil. V svetu s površinskimi vulkani lahko izbruhi odvržejo ogljikov dioksid in druge pline nazaj v ozračje in tako ogrevajo svet. Če pa se na planetu, ki nima tektonike plošč - in zato vulkani -, snežne razmere pojavijo na snežnem snežnem območju, bo svet morda trajno zaklenjen v stanju snežne kepe.
Po Raymondovih besedah tvegajo tveganje vsi potencialno življenjsko sposobni planeti podnebna katastrofa, ki lahko naredi planet neprimeren, vendar ga ne more popolnoma uničiti.
Lava ali življenje
Vleka sosednjih svetov lahko vleče na orbito planeta, kar pritiska na notranjost planeta in poveča toploto zemeljskega sloja, plašča. Ta vročina mora najti način, kako pobegniti, najbolj tipična metoda pa je skozi vulkan.
Vulkanska aktivnost lahko pomembno vpliva na okolje planeta. Po navedbah Univerzitetna korporacija za atmosferske raziskave, delci plina in prahu, ki jih vulkan vrže v ozračje, lahko vplivajo na atmosfero planeta, ohladijo planet in ga senčijo pred vhodnim sevanjem. Leta 1815 je izbruh Gora Tambora, največji izbruh v zgodovini Zemlje, je vrgel toliko pepela, da je znižal globalne temperature, zaradi česar je bil 1816 tako imenovano "leto brez poletja."
Vulkani lahko povzročijo tudi nasproten učinek - globalno segrevanje - saj sproščajo toplogredne pline v ozračje. Pogoste in velike vulkanske izbruhe bi lahko sprožile uničen učinek tople grede, ki bi bivalni svet, kot je Zemlja, spremenil v nekaj bolj kot Venera.
Ni nam treba iskati daleč na resničnem primeru sveta vulkanov. Jupitrova luna Io je najbolj vulkansko aktivno telo v osončju s stotimi vulkani, ki nenehno izbruhnejo. Če bi Zemlja vlekla toliko, kolikor je Io vlekla gravitacijska sila Jupitra, bi imela Zemlja 10-krat več vulkanske aktivnosti kot Io, trdi Raymond.
Komet nesreča
Skalni asteroidi in ledeni kometi so planetarne "drobtine", ki lahko povzročijo znatne težave njihovim sosednjim svetom, še posebej, ko jih ovirajo ledeni in plinski velikani.
Ko se planeti naselijo v svoje zadnje orbite, lahko njihove gravitacijske vlačilke premikajo asteroide in komete naokoli. Nekatere lahko potisnemo na obrobje planetarnega sistema, druge pa poglobimo navznoter in sčasoma trčijo v skalnate svetove, kjer se življenje morda poskuša razvijati.
V našem zunanjem osončju so končni premiki Neptuna, ko se je naselil v svojo stalno orbito, potisnili več kometov navznoter in jih prepeljali od planeta do planeta, dokler niso dosegli Jupitra. Jupiter je nekaj teh ledenih teles vrgel navzven, druge pa so v obdobju, ki ga poznamo kot Pozno hudo bombardiranje.
Danes Zemlja ves čas nabira približno 100 ton (90 metrskih ton) medplanetarnega materiala v obliki prahu. Predmeti, večji od 100 čevljev (100 metrov), se na površje zrušijo samo približno vsakih 10.000 let, telesa večja od dveh tretjin kilometra (1 kilometer) pa se zrušijo samo enkrat na vsakih 100.000 let, poročajo iz Nasine agencije Center za študije bližnjih zemeljskih objektov.
Ko orjaški planeti te uničujoče drobtine mečejo proti soncu, trki trpijo in udarci se pogosteje dogajajo. Predmeti srednje velikosti lahko v atmosfero odvržejo prah in naplavine, kar lahko moti atmosferske procese. Ogromni udarci lahko povzročijo še bolj strašne posledice, ne le zaradi opustošenja na tleh nič, ampak tudi zato, ker lahko vržejo dovolj odpadkov, da povzročijo vplivna zima, vrgel planet v mini ledeno dobo. Podnebni vplivi bi se lahko ob zaporednih vplivih, ki so jih odpovedali zaporedoma, nadaljevali, dokler svet ne bi postal neprimeren.
Na podlagi opazovanj planetarnih ostankov, ki so jih našli okoli drugih zvezd, je Raymond izračunal, da bo približno 1 milijarda planetov, podobnih Zemlji v galaksiji, na koncu uničena z bombardiranjem asteroidov.
Slab veliki brat
Jupiter kot najbolj množičen objekt v sončnem sistemu po soncu deluje kot zaščitniški veliki brat, ki ščitijo manjše skalnate planete pred naplavinami in velikani po drugih svetovih verjetno igrajo isto vlogo. Toda če bi plinski velikan, kot je Jupiter, postal nestabilen, bi lahko imel uničujoč učinek na manjše svetove okoli njega.
Ko zvezde tvorijo, disk s preostankom materiala rodi planete. Gravitacijski vlačilci iz plina in prahu na disku izvajajo silo na planetih in lahko prvih nekaj milijonov let ohranjajo plinske velikane v vrsti. Ko pa tega ne bo več, lahko planeti lažje spremenijo svoje orbite. Ker so orjaški planeti veliko manjši od njihovih skalnih bratov, lahko njihovi gravitacijski pritiski pomembno spremenijo premik orbitov manjših planetov. Toda veliki svetovi niso imuni; dva orjaška planeta se lahko vlečeta drug na drugega in lahko celo preideta zelo blizu drug drugega. Po besedah Raymonda ti velikani redko trčijo, namesto da drug drugemu zagotavljajo gravitacijske udarce. Sčasoma bi lahko bili nekateri svetovi vrgli ven popolnoma izstopijo iz orbite in postanejo prepuščeni plavanju skozi vesolje neprivezan za nobene zvezde.
Raymond je izračunal, da so plinski velikani uničili približno 5 milijard skalnih svetov. Večina uničenja se je verjetno zgodila kmalu po nastanku planetov. Kljub temu se je verjetno zgodilo nekaj v življenju sistema, potem ko se je življenje razvilo. Če je le 1% plinskih velikanov kasneje v svoji planetarni življenjski dobi postalo nestabilno, potem je možno, da je 50 milijonov planetarnih sistemov uničilo naseljene svetove tako, da jih je vrglo v svojo zvezdo.
Zvezdna prigrizek
Tako kot planeti se lahko tudi zvezde končajo in njihova transformacija lahko drastično vpliva na planete, ki jih obkrožijo.
Rdeče pritlikave zvezdena primer lahko traja več kot 100 milijonov let, da dosežejo svojo dolgotrajno svetlost, desetkrat dlje od našega sonca. Planeti, ki obkrožajo rdečega pritlikavca, so morda v območju bivanja nekaj milijonov let, vendar ko zvezda raste svetleje, lahko vsaka voda, ki vzdržuje življenje, pod višjimi temperaturami izhlapi.
Toda planeti, ki krožijo po vročem, rdečem pritlikavcu, bi lahko še vedno podpirali življenje. "Ne vemo, ali ta postopek v celoti izsuši planete ali le odstrani nekaj zunanjih plasti oceana," je zapisal Raymond. "Če ima planet v svoji notranjosti dovolj vode, ki je ujeta (za Zemljo naj bi bilo nekajkrat večja površinska voda v plašču), potem bi lahko vzdržal izgubo oceanov s poznejšimi presežki novih. Gre za zapleteno prepletanje geologije in astronomije in izid ni znan - za zdaj. " Je ocenil Raymond da je lahko njihov rdeči škrat izsušil 100 milijard planetov.
Zvezde, podobne soncu, dajejo bivalnim planetom več časa, da se zadržujejo vode, kar daje življenju priložnost. Vendar se spreminja tudi sončna temperatura, ki se počasi sveti skozi milijarde let. Čez milijardo let, je dejal Raymond, planet ne bo več v bivalni coni; voda na Zemljini površini ne bo več ostala tekoča. Namesto tega bo planet doživel hiter efekt toplogrednih plinov in se bo sčasoma izvil kot Venera.
Ko soncu podobna zvezda doseže 10 milijard let, ji bo zmanjkalo vodika in se razširi nekje med 100 in 200-krat večjo od njene trenutne velikosti. (Naše sonce je staro 4,5 milijarde let, zato imamo nekaj časa, preden se to zgodi.) V osončju bosta Venera in Merkur pogoltnila jih je zvezda, medtem ko bo sončna sprememba gravitacije potisnila Mars in zunanje planete dlje ven. Zemlja je naravnost na robu in lahko usodi katero koli usodo. Počasi svetleča zvezda verjetno porabi približno 4 milijarde skalnih svetov.
Najmočnejše zvezde eksplodirajo v ognjena supernova po razmeroma kratki življenjski dobi nekaj milijonov let. Okoli množičnih zvezd ni bilo nobenega planeta, toda to bi lahko bilo, ker je tako malo ogromnih zvezd za iskanje, eksoplanetov pa je še vedno težko najti, je zapisal Raymond. Kakor koli že, kateri koli planeti okoli teh velikanskih zvezd bodo verjetno uničeni z eksplozivno smrtjo zvezde.
Ta članek je bil navdihnjen v seriji astronoma Seana Raymonda o Kako planeti umirajo.
Dodatni viri:
- Več o planetarni evoluciji na Blog o PlanetPlanet Seana Raymonda
- Preberite več o tem planetarne "drobtine", ki sežejo na Zemljo, iz Centra za bližnje objekte Zemlje.
- Preberite več o razlikah med različne vrste zvezd.
