Így fog elpusztulni a Föld a pokoli forróságtól

A naplégkör megállíthatatlanul elkezd majd a Föld felé nyomulni

Központi csillagunk, a Nap, egy olyan G2V színképosztályba sorolt csillag, amely jelenleg a tízmilliárd éves fősorozatbeli életének pont a felénél jár. Anyagának legnagyobb részét, 73,5%-át a hidrogén alkotja,

ami a Nap magjában zajló termonukleáris fúzió során héliummá alakul.

A fősorozatbeli állapot azt jelenti, hogy a Nap a belsejében zajló hidrogénfúzió miatt jelenleg stabil egyensúlyi állapotban van.

Ez az állapot azonban nem tart örökké: a hidrogén mennyiségének lecsökkenése miatt a távoli jövőben meg fog bomlani a gáznyomás és a gravitáció évmilliárdos egyensúlya, a nyomás lecsökken, és a Nap elkezd összehúzódni. A gravitációs összehúzódás miatt a magban viszont ismét növekedni kezd a nyomás és a hőmérséklet, ami miatt beindul a hélium magfúziója. (A fúzió során a hélium szénné alakul.)

A felszabaduló energia, ami mintegy 100 milliárd fokra hevíti a magot, a nyomást is megnöveli és felfújja a Napot: így alakul ki a távoli jövőben a vörös óriás állapot. A vörös óriássá válás során a felfúvódás miatt a Nap felszíne jelentősen megnövekszik, ezért a magban termelődő termonukleáris energia sokkal nagyobb felületen fog szétoszlani, vagyis a napfelszín hőmérséklete alacsonyabb lesz a jelenlegi 5780 Kelvin foknál, ezért a fénye is gyengébbé, vöröses színűvé válik.

A vörös óriássá válással a Nap kikerül a csillagfejlődés fősorozatbeli ágából. Miután elégette az összes termonukleáris tüzelőanyagát, leáll a belsejében a magfúzió, megszűnik a sugárnyomás, és a Nap megmaradt anyaga a gravitációs összeomlás miatt

egy nagyjából Föld méretű szuper sűrű fehér törpévé fog összezsugorodni,

befejezve ezzel hosszúra nyúlt életét.

De vajon mi lesz a Földdel, mi fog történni a szülőbolygónkkal, miután a Nap vörös óriássá kezd válni?

Bizonyosnak látszik, hogy a Nap elpusztítja a Földet

Több modellszámítás is létezik a Nap felfúvódásának méretére. Az egyszerűbb becslések szerint a naplégkör egészen a Mars jelenlegi pályájáig fog kiterjedni, vagyis elnyeli a Földet. A helyzet azonban mégsem annyira egyszerű, mint amilyennek látszik.

Mivel a Nap a vörös óriás állapotot hozzávetőleg 7 milliárd év múlva fogja elérni, a napszél, vagyis a Napból történt folyamatos anyagkiáramlás miatt addigra jelentős tömegveszteséget szenved el. Amikor a Nap térfogata elkezd növekedni, az anyagkiáramlás intenzitása is erősebbé válik.

Az erős napszél hatására viszont a bolygók elveszítik a pályastabilitásukat,

és ezek az égitestek, így a Föld is spirális pályán elkezdenek távolodni a felvúvódó Naptól.

A Naphoz viszonylag közeli Föld esetében tehát az a kérdés, hogy vajon a felfúvódás, vagy pedig a távolodás sebessége lesz-e gyorsabb, azaz elkerülheti-e a Föld, hogy „felfalja” a Nap?

Két asztrofizikus, K. Schröder, az University of Sussex (Nagy Britannia), valamint R. Smith, az Universidad de Guanajuato (Mexikó) kutatói alapos modellszámítást végeztek a Nap életének végső szakaszára vonatkozóan. Számításaik szerint, amikor 7,56 milliárd év múva a Nap eléri a vörös óriás állapotot, a jelenlegi tömegének mintegy 67 százalékát fogja elveszíteni, miközben a mostanihoz képest 256-szorosára növekszik a mérete.

A számítások azt mutatják, hogy a felfúvódás első szakasza meglepően gyorsan, alig öt millió év alatt lezajlik, és ebben a fázisban a Nap elnyeli a hozzá legközelebb keringő belső bolygót, a Merkúrt. Szemléltetésképpen; a Merkúr Naptól való legkisebb távolsága 46 millió kilométer, legnagyobb távolsága pedig megközelítően 70 millió kilométer.

Az ezt követő 130 millió év alatt tovább folytatódik a Nap tágulása,

aminek a Vénusz bolygó válik második áldozatául.

A felfúvódási modell szerint a Nap tágulása gyorsabb lesz mint a Föld távolodási sebessége, ezért a szülőbolygónk sem kerülheti el a végzetét.

Egy sivár és kihalt bolygót fog mindörökre elnyelni a Nap

Noha a Föld megsemmisülése csak jóval több mint 7 milliárd év múlva várható, a kék bolygó ennél már sokkal hamarabb kietlen és élhetetlen forró pusztasággá válik.

A Föld jelenleg a Nap lakhatósági zónájának a legideálisabb helyén, a zóna közepén kering az anyacsillaga körül. (A lakhatósági zóna azt a térrészt jelöli ki egy csillag körül, ahol a környezeti feltételek, a hőmérséklet és az atmoszférikus nyomás potenciálisan alkalmasak az élet kialakulásához és fennmaradásához, illetve a víz tartósan folyékony halmazállapotban való megmaradásához.)

A számítások azt mutatják, hogy a Nap még jóval a vörös óriássá válása előtt, a fősorozatbeli léte alatt fogja elérni a legmagasabb felszíni hőmérsékletét. Schröder és Smith arra az eredményre jutottak, hogy egymilliárd év múlva a Nap felszíni hőmérséklete 5820 Kelvin fokra emelkedik. Ez első ránézésre nem tűnik túl soknak, mivel „csak” 50 K-el magasabb a jelenlegi értéknél, csakhogy ez azt jelenti, hogy a Nap energiakibocsátása kereken 26 %-kal fogja meghaladni jelenlegi energiakibocsátási szintjét. Ez pedig rendkívül jelentős hőmérséklet emelkedést okoz majd a Földön.

A világtenger és az összes felszíni víz elpárolog,

a Föld pedig gyakorlatilag ismét ugyanolyan olvadt állapotba fog kerülni, mint kialakulásának kezdetén. Amikorra a Nap eléri a vörös óriás állapotát, a Föld már 1,5 Csillagászati Egység (CSE) távolságra lesz tőle, az előzőekben vázolt folyamat eredményeként. (Egy CSE egyenlő a Nap-Föld közepes távolsággal, ami 149,9 millió kilométer.) A számítások arra utalnak, ez a távolság sem lesz elegendő ahhoz, hogy a Föld megmenküljön a Nap halálos szorításából.

Amikor felfúvódó Nap külső légköre eléri a Földet, a csillag sűrűbb atmoszférikus gázába került bolygó kifelé tartó spirálozó mozgása az impulzusnyomaték-vesztés miatt irányt változtat, és a Nap irányába fordul. Ez a halálos, befelé tartó spirálozó mozgás hozza el a Föld végzetét, és anyabolygónk végső pusztulását. Élet ekkor már legalább hatmilliárd éve nem lesz a Földön; egy teljesen halott bolygót fog örökre elnyelni a Nap.