От поколения наред учените смятаха, че знаят точно как ще загине Земята. След около пет милиарда години, след като изчерпи водородното гориво в ядрото си, Слънцето ще се превърне в гигантска червена звезда и в крайна сметка ще се разшири толкова много, че ще погълне вътрешните планети. Според повечето предишни проучвания се очаква Земята да бъде сред жертвите.

Ново проучване обаче сочи, че нещата може би не са толкова еднозначни.

Използвайки усъвършенствани модели на звездни приливи и актуализирани оценки за това колко маса би могло да загуби застаряващото Слънце, изследователите установиха, че Земята може да избегне окончателното разширяване на Слънцето, вместо да бъде погълната от него.

„Въз основа на актуализираните модели за разсейване на приливната енергия Земята оцелява през фазите RGB и AGB на Слънцето“, отбелязват авторите на проучването.

За да се стигне до това заключение обаче, се наложи да се преразгледа един от най-несигурните аспекти на бъдещата еволюция на Слънцето. Въпросът дали в крайна сметка Земята ще бъде погълната от умиращото Слънце, или ще успее да оцелее, като се отклони към по-широка орбита остава нерешен от години, тъй като с напредването на възрастта на Слънцето две мощни сили се противопоставят една на друга.

От една страна, разширяващата се звезда генерира приливно-отливни взаимодействия, които могат да привличат планетите навътре. От друга страна, Слънцето губи маса чрез звездни ветрове, което отслабва гравитационното му притегляне и позволява на планетарните орбити да се отклоняват навън. Определянето на това кой ефект доминира се оказа трудно, тъй като и двата процеса включват сложна физика, която учените се затрудняват да моделират точно. „Прогнозираната съдба на Земята е силно зависима от модела на приливно-отливните взаимодействия и от предполагаемата скорост на загуба на маса“, отбелязват авторите на проучването.

За да изследват проблема, авторите на проучването симулираха бъдещата еволюция на Слънчевата система, използвайки съвременни модели за звездна еволюция. Екипът се съсредоточи върху това, което ще се случи, след като Слънцето напусне настоящата си стабилна фаза и навлезе в два основни етапа на разширяване. Първият е фазата на червения гигант, по време на която Слънцето ще увеличи драстично размерите си, след като изчерпи водорода в ядрото си.

По-късно, след като изчерпи запасите си от хелий, тя ще навлезе във фазата на асимптотичния гигантски клон (AGB), като ще стане още по-голяма и ще изхвърли огромни количества материя в Космоса. В този момент две противоположни сили започват да определят съдбата на планетите. С разширяването на Слънцето между звездата и орбитиращите около нея планети възникват приливно-отливни взаимодействия. Тези приливи действат като спирачка, като постепенно изчерпват орбиталната енергия и привличат планетите по-близо до звездата.

Предишни проучвания като цяло стигаха до заключението, че този процес в крайна сметка ще вкара Земята в Слънцето. В същото време обаче застаряващото Слънце ще загуби огромни количества маса чрез звездни ветрове. Докато звездата изхвърля материал, гравитационното ѝ притегляне отслабва, което позволява на планетарните орбити да се преместят по-далеч навън.

Следователно предсказването на бъдещето на Земята се свежда до определяне кой ефект е по-силен: притеглянето навътре от приливно-отливните сили или изтласкването навън, причинено от загубата на маса.

Изследователите преразгледаха проблема, като използваха по-усъвършенствани модели на приливно-отливните сили, разработени през последните петнадесет години. Тези актуализирани изчисления сочат, че гигантските звезди разсейват приливно-отливната енергия по-неефективно, отколкото сочеха по-ранните оценки. С прости думи, бъдещото Слънце може да се окаже по-малко ефективно в привличането на Земята към себе си, отколкото учените са смятали досега.

Екипът проучи също колко маса вероятно ще загуби Слънцето по време на последните етапи от своята еволюция. За да подобрят своите оценки, те изучаваха наблюденията на L2 Puppis – близка застаряваща звезда, която често се описва като поглед към бъдещето на Слънцето.

Чрез анализа на този звезден аналог изследователите получиха актуализирани данни за това колко бързо слънцеподобните звезди могат да изхвърлят материя към края на живота си. Когато изследователите съчетаха преразгледаната физика на приливно-отливните сили със съвременните оценки за загубата на маса, балансът се промени значително. Симулациите им показаха, че орбитата на Земята би могла да се разшири достатъчно, за да остане извън максималния размер на Слънцето както по време на фазата на червения гигант, така и по време на фазата на АБГ.

Марс също оцелява в тези сценарии, докато разширяващата се звезда последователно поглъща Меркурий и Венера. Резултатите от изследването сочат, че по-слабите от очакваните приливно-отливни ефекти, съчетани със значителна загуба на маса от страна на Слънцето, биха могли да дадат на Земята шанс да избегне огнената съдба, предсказана от много по-ранни проучвания.

Това обаче не означава, че животът ще продължи да процъфтява на Земята и след милиарди години. Интензивната слънчева радиация по това време вероятно ще направи планетата необитаема.

Проучването показва как напредъкът в областта на звездната физика може да промени прогнозите за цели планетни системи.

Макар астрономите наскоро да са открили доказателства, че застаряващите звезди могат да погълнат близките планети, новото изследване сочи, че съдбата на самата Земя може да е по-неясна, отколкото се смяташе досега. Вместо да е обречена да се впусне в спирала към Слънцето, нашата планета би могла да оцелее, ако Слънцето загуби достатъчно маса по време на последните си етапи. Изследователите обаче предупреждават, че изходът остава несигурен. Резултатите им зависят до голяма степен от това колко маса ще загуби Слънцето по време на фазата на асимптотичния гигантски клон – величина, която все още е трудна за предсказване.

Снимка: Pexels

Виж още: Светлината на живота: Телата ни сияят до последния миг заради клетъчна активност