(Obrázek: © Vadim Sadovski / Shutterstock)
Většina planet může existovat po dlouhou, dlouhou dobu, ale nemohou trvat věčně. Hladové hvězdy a násilní planetární sousedé mohou celý svět úplně zničit, zatímco dopady a nadměrný vulkanismus mohou způsobit, že obyvatelný svět bude sterilní tím, že odstraní planetu vody. Existuje také spousta teoretických způsobů, které by mohly vyhláskovat konec planety, ale pokud to víme, ne.
„Planety umírají pořád přímo v naší galaktické čtvrti,“ napsal ve své studii Sean Raymond, planetární modelář Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux ve francouzském Bordeaux série blogů o tom, jak planety umírají. Raymond prozkoumal nesčetné způsoby, jak by planety mohly splnit svůj konec. I když ne všechny planety umírají, nakonec nakonec najdou cestu k planetární márnici.
Klimatická katastrofa
Klimatický cyklus Země hraje důležitou roli při zajišťování toho, aby planeta nebyla příliš horká ani příliš studená, aby udržovala život. Ale to nebere moc klima na skalnatém světě, jako je Země, aby byl vyhozen z rána, spouštění událostí vedoucích k neuvěřitelně horké planetě nebo sněhové kouli.
Na Zemi je teplota regulována množstvím oxidu uhličitého v atmosféře. Oxid uhličitý a další skleníkové plyny v atmosféře (jako je voda, metan a oxid dusný) působí jako přikrývka a udržuje planetu v teple zpomalením toho, jak velké množství slunečního záření uniká zpět do vesmíru. Když se v atmosféře hromadí oxid uhličitý, zahřívá povrch planety, způsobuje to déšť. Srážky pak odstraní část oxidu uhličitého z atmosféry a uloží jej do uhličitanových hornin na mořském dně a planeta se začne ochladit.
Pokud se kysličník uhličitý hromadí v atmosféře rychleji, než může být reabsorbován do hornin, může například způsobit něco jako zvýšená vulkanická aktivita, což může vyvolat útěk skleníkového efektu. Teploty mohou stoupnout nad bod varu vody, což může být problém pro udržení života, protože celý život, jak víme, vyžaduje vodu. Rostoucí teploty mohou také umožnit úniku atmosféry do vesmíru, čímž se odstraní ochranný štít, který odvádí záření od slunečního záření planety a dalších hvězd.
„Vytápění skleníků je skutečností života v atmosféře a do určité míry žádoucí,“ napsal Raymond. "Ale věci se vymknou z rukou."
Teplo není jediný způsob, jak se podnebí může stát smrtelným. Když planeta dostatečně zchladne, pak se toto tělo změní na sněhová koule svět, skalní předmět pokrytý ledem. Led a sníh jsou jasné a odrážejí velkou část hvězdného tepla zpět do vesmíru, což způsobuje, že se svět ještě více ochladzuje. Na světě s povrchovými sopkami mohou erupce vypustit oxid uhličitý a další plyny zpět do atmosféry a ohřát svět zpět. Pokud však na planetě, která postrádá tektoniku talířů - a tedy na sopkách - nastanou sněhové koule, může být svět trvale ve stavu sněhové koule.
Podle Raymonda riskují všechny potenciálně život nesoucí planety klimatická katastrofa, což může učinit planetu neobyvatelnou, ale ne úplně ji zničit.
Láva nebo život
Přetahování sousedních světů může přitáhnout orbitu planety, což vytváří tlak na její vnitřní povrch a zvyšuje teplo střední vrstvy Země, pláště. Že teplo musí najít způsob, jak uniknout, a nejtypičtější metodou je sopka.
Sopečná aktivita může významně ovlivnit životní prostředí planety. Podle Univerzitní korporace pro výzkum atmosféryčástice plynu a prachu vhozené do atmosféry sopkou mohou ovlivnit atmosféru planety, ochladit planetu a zastínit ji před přicházejícím zářením. V roce 1815 došlo k erupci Mount Tambora, největší erupce v zaznamenané historii Země, vrhla tolik popela, že snížila globální teploty, čímž se rok 1816 stal takzvaným „rokem bez léta“.
Sopky mohou také způsobit opačný efekt - globální oteplování - když uvolňují skleníkové plyny do atmosféry. Časté a velké sopečné erupce by mohly vyvolat útěk skleníkového efektu, který by z obyvatelného světa, jako je Země, stal něco spíš jako Venuše.
Nemusíme hledat daleko skutečný příklad sopečného světa. Jupiterův měsíc Io je nejvíce vulkanicky aktivní těleso ve sluneční soustavě se stovkami sopek, které neustále vybuchují. Kdyby byla Země zatahována tolik, kolik je Io taženo gravitační silou Jupiteru, měla by podle Raymonda Země desetkrát větší vulkanickou aktivitu než Io.
Kalamita komety
Skalnaté asteroidy a ledové komety jsou planetární „drobky“, které mohou způsobovat významné problémy jejich sousedním světům, zejména když jsou hozeny ledovými a plynovými giganty.
Když se planety usadily na svých konečných drahách, jejich gravitační remorkéry se mohly pohybovat kolem asteroidů a komet. Někteří mohou být tlačeni na okraj planetárního systému, zatímco jiní jsou vrženi dovnitř, nakonec se střetávají se skalnatými světy, kde se může život vyvíjet.
V naší vnější sluneční soustavě Neptunovy konečné pohyby, když se usadily na své stálé oběžné dráze, vrhly několik komet dovnitř a procházely je z planety na planetu, dokud nedosáhly Jupiteru. Jupiter hodil některá z těchto ledových těl směrem ven, ale jiná byla vržena dovnitř na Zemi během období známého jako Pozdní těžké bombardování.
Dnes Země neustále hromadí kolem 100 tun (90 metrických tun) meziplanetárního materiálu každý den ve formě prachu. Objekty větší než asi 330 stop (100 metrů) padají na povrch pouze asi jednou za 10 000 let, zatímco těla větší než dvě třetiny míle (1 kilometr) spadají pouze jednou za několik 100 000 let, podle NASA Centrum pro studium objektů blízké Země.
Když obří planety házejí tyto destruktivní drobky směrem ke slunci, dochází ke kolizím a nárazům častěji. Středně velké objekty mohou vhazovat prach a nečistoty do atmosféry, což může narušovat atmosférické procesy. Obrovské dopady mohou způsobit ještě hroznější účinky, a to nejen kvůli devastaci při nulové poloze země, ale také proto, že mohou vyhodit tolik úlomků, aby způsobily dopadová zima, házení planety do malé doby ledové. Při dostatečném dopadu vypuštěném v řadě by se klimatické efekty mohly budovat na sobě, dokud nakonec nezvratí svět.
Na základě pozorování zbytků planet objevených kolem jiných hvězd Raymond vypočítal, že asi 1 miliarda planet podobných Zemi v galaxii bude nakonec zničena bombardováním asteroidů.
Špatný velký bratr
Jako nejmasivnější objekt ve sluneční soustavě po slunci, Jupiter funguje jako ochranný velký bratr, chránící menší skalnaté planety před úlomky a obři kolem jiných světů pravděpodobně hrají stejnou roli. Pokud by se však plynový gigant jako Jupiter stal nestabilním, mohlo by to mít zničující účinek na menší světy kolem něj.
Po vytvoření hvězdy, disk zbylého materiálu dává vznik planetám. Gravitační tahy z plynu a prachu na disku vyvíjejí sílu na planetách a mohou udržet plynové giganty v řadě po několik prvních milionů let. Jakmile je však pryč, planety mohou snadněji měnit své oběžné dráhy. Protože obří planety jsou mnohem menší než jejich skalní sourozenci, jejich gravitační tlaky mohou významně změnit posun orbity menších planet. Ale velké světy nejsou imunní; dvě obří planety se mohou tahat jeden na druhého a mohou dokonce procházet velmi blízko u sebe. Podle Raymonda se tito obři zřídka srazí, místo toho si navzájem poskytují gravitační kopy. Nakonec by mohly být některé světy vyhodili orbitu úplně a být poslán k plovoucímu vesmíru nepřipojený ke všem hvězdám.
Raymond spočítal, že plynovými obry bylo zničeno zhruba 5 miliard kamenů. Většina zničení se pravděpodobně stala brzy po vytvoření planet. Hrstka se však pravděpodobně stala později v životě systému, poté, co měl život čas na vývoj. Pokud se jen 1% plynových gigantů později během jejich planetární životnosti nestabilní, je možné, že 50 milionů planetárních systémů zničilo obydlené světy jejich hodením do jejich hvězdy.
Hvězdné občerstvení
Stejně jako planety mohou hvězdy dorazit a jejich transformace může mít drastické účinky na planety, které je obíhají.
Červené trpasličí hvězdynapříklad může trvat více než 100 milionů let, než dosáhne svého dlouhodobého jasu, desetkrát déle než naše slunce. Planety obíhající kolem červeného trpaslíka mohou být v obývatelné zóně několik miliónů let, ale když hvězda roste jasněji, může se při vyšších teplotách vypařit jakákoli voda podporující život.
Ale planety obíhající kolem horkého červeného trpaslíka by mohly život udržet. „Nevíme, zda tento proces úplně vyschne planety, nebo jen odstraní několik vnějších vrstev oceánu,“ napsal Raymond. „Pokud má planeta dostatek vody uvězněné v jejím vnitřku (předpokládá se, že Země má několikrát svou povrchovou vodu v plášti), mohla by vydržet ztrátu svých oceánů tím, že později vyhladí nové. Je to složitá souhra mezi geologií a astronomií a výsledek není znám - prozatím. “ Raymond odhadl že 100 miliard planet mohlo být vyschnuto jejich červeným trpaslíkem.
Sluneční hvězdy dávají obyvatelným planetám více času, aby se držely vody, což dává životu šanci. Ale teplota slunce se také mění a pomalu se během miliard let rozjasňuje. Raymond řekl, že za miliardu let již planeta nebude v obyvatelné zóně; voda už nebude na povrchu Země kapalná. Místo toho bude planeta podléhat rychlému skleníkovému efektu a nakonec bude vypadat jako Venuše.
Když hvězda podobná slunci dosáhne 10 miliard let, dojde vodík a vyčerpá se někde mezi 100 a 200násobkem své současné velikosti. (Naše slunce je 4,5 miliardy let staré, takže máme nějaký čas, než k tomu dojde.) Ve sluneční soustavě budou Venuše a Merkur polkla hvězda, zatímco měnící se gravitace slunce vytlačí Mars a vnější planety dále ven. Země je přímo na okraji a může trpět jedním z osudů. Asi 4 miliardy skalních světů pravděpodobně spotřebuje pomalu se rozjasňující hvězda.
Nejmasivnější hvězdy explodují ohnivá supernova po relativně krátké životnosti několika milionů let. Okolo těchto masivních hvězd nebyly nalezeny žádné planety, ale mohlo by to být proto, že existuje tak málo masivních hvězd, které je možné prohledávat, a exoplanety je stále těžké najít, napsal Raymond. Ať tak či onak, jakékoli planety kolem těchto obřích hvězd budou pravděpodobně zničeny explozivní smrtí hvězdy.
Tento článek byl inspirován sérií astronom Sean Raymond Jak planety umírají.
Dodatečné zdroje:
- Zjistěte více o planetární evoluci Sean Raymondův PlanetPlanet Blog.
- Přečtěte si více o planetární „drobky“, které se dostanou na Zemi, od Střediska pro objekty blízké Země.
- Další informace o rozdílech mezi různé typy hvězd.
