by Jillian Scudder , The Conversation
Za několik miliard let se Slunce stane rudým obrem tak velkým, že pohltí naši planetu. Země se však stane neobyvatelnou mnohem dříve. Přibližně po miliardě let bude Slunce natolik horké, že uvaří naše oceány.
Slunce je v současnosti klasifikováno jako hvězda „hlavní posloupnosti“. To znamená, že se nachází v nejstabilnější části svého života a přeměňuje vodík přítomný ve svém jádře na helium. U hvězdy velikosti té naší trvá tato fáze něco málo přes 8 miliard let. Naše sluneční soustava je stará něco přes 4,5 miliardy let, takže Slunce je o něco více než v polovině své stabilní životnosti.
I hvězdy umírají
Po uplynutí 8 miliard let šťastného spalování vodíku na helium začíná být život Slunce o něco zajímavější. Situace se změní, protože Slunci dojde vodík v jeho jádře – zůstane jen helium. Potíž je v tom, že sluneční jádro není dostatečně horké ani husté na to, aby v něm mohlo hořet helium.
Ve hvězdě gravitační síla přitahuje všechny plyny ke středu. Když má hvězda vodík ke spalování, vznik helia vytváří dostatečný tlak směrem ven, aby se gravitační přitažlivost vyrovnala. Když však v jádře hvězdy už není co spalovat, převezme vládu gravitační síla.
Nakonec tato síla stlačí střed hvězdy natolik, že začne hořet vodík v malém obalu kolem mrtvého jádra, které je stále plné hélia. Jakmile Slunce začne spalovat více vodíku, bude považováno za „červeného obra“.
Proces stlačování v centru umožňuje vnějším oblastem hvězdy rozpínat se směrem ven. Hořící vodík ve slupce kolem jádra výrazně zvyšuje jasnost Slunce. Protože se velikost hvězdy zvětšila, její povrch se ochlazuje a přechází z bílého žáru na žár červený. Protože je hvězda jasnější, červenější a fyzicky větší než dříve, přezdíváme těmto hvězdám „červení obři“.
Ohnivý zánik Země
Je všeobecně známo, že Země jako planeta expanzi Slunce v plnohodnotného červeného obra nepřežije. Povrch Slunce pravděpodobně dosáhne současné dráhy Marsu – a i když se dráha Země možná také mírně rozšíří směrem ven, nebude to stačit na to, aby ji to zachránilo před vtažením do povrchu Slunce, načež se naše planeta rychle rozpadne.
Život na planetě se dostane do potíží mnohem dříve, než se planeta sama rozpadne. Ještě než Slunce dokončí spalování vodíku, změní se jeho současný stav. Slunce zvyšuje svou jasnost přibližně o 10 % každou miliardu let, kterou stráví spalováním vodíku. Zvýšení jasu znamená zvýšení množství tepla, které naše planeta přijímá. Jak se planeta bude zahřívat, voda na povrchu naší planety se začne vypařovat.
Zvýšení svítivosti Slunce o 10 % oproti současnému stavu nezní jako mnoho, ale tato malá změna v jasnosti naší hvězdy bude mít pro naši planetu dost katastrofální následky. Tato změna představuje dostatečný nárůst energie na to, aby se změnila poloha obyvatelné zóny kolem naší hvězdy. Obyvatelná zóna je definována jako rozsah vzdáleností od dané hvězdy, ve kterých může být na povrchu planety stabilní kapalná voda.
Při 10% zvýšení jasnosti naší hvězdy se Země již nebude nacházet v obyvatelné zóně. To bude znamenat začátek vypařování našich oceánů. V době, kdy Slunce přestane spalovat vodík ve svém jádře, bude Mars v obyvatelné zóně a Země bude příliš horká na to, aby se na jejím povrchu udržela voda.
Neurčité modely
Tento 10% nárůst jasnosti Slunce, který spustí vypařování našich oceánů, nastane během příští přibližně miliardy let. Předpovědi, jak rychle se tento proces bude přesně vyvíjet, závisí na tom, s kým mluvíte. Většina modelů předpokládá, že s vypařováním oceánů bude stále více vody přítomno v atmosféře namísto na povrchu. Ta bude působit jako skleníkový plyn, bude zadržovat ještě více tepla a způsobovat, že se bude vypařovat stále více oceánů, až bude země převážně suchá a v atmosféře se bude držet voda, ale při extrémně vysoké teplotě.
Jakmile se atmosféra nasytí vodou, bude voda zadržovaná v nejvyšších částech naší atmosféry bombardována vysokoenergetickým slunečním světlem, které rozštěpí molekuly a umožní vodě uniknout v podobě vodíku a kyslíku, což nakonec vysuší Zemi.
Modely se liší v rychlosti, s jakou Země dosáhne tohoto bodu bez návratu. Některé naznačují, že Země se stane nehostinnou dříve než za 1 miliardu let, protože interakce mezi zahřívající se planetou a horninami, oceány a deskovou tektonikou vysuší planetu ještě rychleji. Jiní naznačují, že život se může udržet o něco déle než 1 miliardu let, a to díky rozdílným požadavkům různých forem života a pravidelnému uvolňování kritických chemických látek deskovou tektonikou.
Země je složitý systém – a žádný model není dokonalý. Zdá se však pravděpodobné, že nám pro život na naší planetě nezbývá více než miliarda let.