Jak mogłaby wyglądać Ziemia za 8 mld lat? Naukowcy znaleźli planetę, która stanowi odpowiedź

1. Jaka jest przyszłość Słońca?
2. System odkryty trzy lata temu
3. Nowe zaskakujące obserwacje
4. Czy na Ziemi może przetrwać życie?

4 tysiące lat świetlnych stąd znajduje się system planetarny, który wygląda tak, jak mógłby wyglądać Układ Słoneczny w przyszłości. Składa się z gwiazdy – białego karła – oraz dwóch planet. Jedna z nich jest wielkości Ziemi. Od swojej gwiazdy dzieli ją od jednej do dwóch jednostek astronomicznych. Jednostka astronomiczna, ok. 150 mln km, to średni dystans między Ziemią a Słońcem.

Astronomowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, którzy odkryli i zbadali ten odległy system, są zdania, że Układ Słoneczny może ewoluować w podobny sposób jak on. Słońce, obecnie gwiazda głównego ciągu, zamieni się kiedyś właśnie w białego karła. Będzie to spektakularny proces, który zniszczy Układ Słoneczny taki, jakim jest dzisiaj.

Zazwyczaj uważa się, że Ziemia zostanie wówczas pochłonięta przez Słońce. Jednak badania zespołu Keminga Zhanga, opublikowane w czasopiśmie naukowym „Nature Astronomy”, dają naszej planecie nadzieję na przetrwanie.

Jaka jest przyszłość Słońca?

Z punktu widzenia ewolucji gwiazd Słońce jest obecnie stabilną gwiazdą głównego ciągu. W jego wnętrzu atomy wodoru łączą się ze sobą w hel, uwalniając przy tym ciepło i światło. Reakcja fuzji jądrowej będzie jednak zachodziła tak długo, jak długo w Słońcu będzie znajdował się wodór. Kiedy zacznie się wyczerpywać, Słońce wejdzie na niestabilny etap swojej ewolucji. Za około 5–6 miliardów lat powiększy się jak balon, zamieniając się w czerwonego olbrzyma.

Odrzuci wówczas swoje zewnętrzne warstwy, co dla planet położonych w jego pobliżu, takich jak Merkury i Wenus, będzie mordercze. Jednak jednocześnie masa Słońca się zmniejszy. To zaś oznacza, że gwiazda nie będzie już przyciągała planet tak silnie jak poprzednio. Nie jest więc wykluczone, że Ziemia zdoła umknąć powiększającemu się Słońcu. Czyli oddalić się od niego, ostatecznie lokując się na orbicie dwa razy większej niż obecna.

Jeśli tak się stanie, za około 8 miliardów lat Ziemia ma nadal szanse istnieć. Słońce będzie wówczas wyglądało zupełnie inaczej niż teraz. W centrum Układu pozostanie samo jego jądro – nieduży i gęsty biały karzeł, którego masa będzie odpowiadała połowie obecnej masy Słońca, a średnica – średnicy Ziemi.

System odkryty trzy lata temu

Czy tak się stanie? – Obecnie wśród naukowców nie ma zgody co do tego, czy Ziemia może uniknąć pochłonięcia przez Słońce-czerwonego olbrzyma za około 6 miliardów lat – przyznaje Keming Zhang. Jednak system, który Zhang znalazł, dowodzi, że jest to możliwe.

Układ ten został wykryty w 2020 roku. Przesunął się wówczas na tle znacznie odleglejszej gwiazdy i wzmocnił jej światło aż 1000 razy, niczym soczewka. To zdarzenie, określane jako zdarzenie mikrosoczewkowania, zostało wykryte przez działającą na południowej półkuli sieć teleskopów Korea Microlensing Telescope Network. Naukowcy oszacowali, że znajdująca się w tle gwiazda, której światło zostało wzmocnione, jest oddalona od Ziemi o 25 tys. lat świetlnych.

Zmiany intensywności rejestrowanego światła podczas zdarzenia mikrosoczewkowania trwały około dwa miesięcy. W tym czasie naukowcy zebrali wiele informacji o układzie planetarnym, który spełniał funkcję soczewki. Ustalono, że składa się z gwiazdy lżejszej o połowę od Słońca, planety o masie Ziemi oraz planety o masie 17 razy większej niż masa Jowisza, prawdopodobnie brązowego karła.

Nowe zaskakujące obserwacje

W zeszłym roku, trzy lata po odkryciu układu, naukowcy ponownie przeprowadzili jego obserwacje. Tym razem użyli pracującego na Hawajach 10-metrowego Teleskopu Keck II. Gwiazda w tle nie było już tak jasna jak poprzednio. Gdyby gwiazda w obserwowanym układzie przypominała Słońce – czyli była gwiazdą głównego ciągu – Keck II zarejestrowałby jej światło.

Jednak nic takiego nie nastąpiło. Na zdjęciach zrobionych z pomocą Kecka nie było widać nic. Co oznacza, że naukowcy mogli wykluczyć scenariusz „normalnej” gwiazdy. Alternatywą był biały karzeł o rozmiarach mniejszych niż rozmiary Ziemi i połowie masy Słońca.

Czy na Ziemi może przetrwać życie?

Jeśli w obserwowanym układzie, 4000 lat świetne stąd, istniało kiedyś życie, nie ma szans, żeby przetrwało ewolucję tamtejszej gwiazdy. Obecnie skalista planeta znajduje się poza strefą zamieszkiwalną. O położeniu potencjalnego brązowego karła na razie niewiele wiadomo: może być albo na bardzo dużej orbicie, albo bardzo blisko gwiazdy.

Nawet jeśli Ziemia przetrwałaby zamianę Słońca w podobnego białego karła, co stałoby się z życiem na niej, w tym z nami? – Niezależnie od tego, co się wydarzy, Ziemia będzie nadawała się do zamieszkania jeszcze tylko przez około miliard lat. Mniej więcej po tym czasie ziemskie oceany wyparują w wyniku niekontrolowalnego efektu cieplarnianego – przypomina Zhang. Będzie on skutkiem rosnącej aktywności Słońca.

Nie oznacza to końca ludzkości. – Strefa zamieszkiwalna w Układzie Słonecznym przesunie się wówczas w okolice orbit Jowisza i Saturna – mówi Zhang. – Wiele z tamtejszych księżyców stanie się planetami oceanicznymi. Myślę, że w takim przypadku ludzkość mogłaby się tam przenieść – dodaje naukowiec.

Źródła: Phys.org, Nature Astronomy

Nasza autorka

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com