Cómo y cuándo morirá el sistema solar

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 03:53

Todavía tenemos un poco más de tiempo, unos 5-7 mil millones de años.

Anteriormente, dos lunas giraban alrededor de la Tierra, que luego se fusionaron. Titán, el satélite de Saturno, es un análogo ideal de nuestro planeta, bien puede tener vida. Y los asteroides que se encuentran entre Júpiter y Plutón, por alguna razón, se llaman "centauros". Puede aprender sobre estos y otros datos sobre el espacio en el libro “Cuando la Tierra tenía dos lunas. Planetas caníbales, gigantes de hielo, cometas de barro y otras luminarias del cielo nocturno”, que fue publicado recientemente por la editorial“Alpina no ficción”.

El creador de una fascinante excursión a la historia del sistema solar es Eric Asfog, científico planetario y astrónomo estadounidense. El autor no solo trabaja en el Laboratorio para el Estudio de los Planetas y la Luna en Tucson, sino que también participa activamente en las expediciones de la NASA. Por ejemplo, la misión Galileo, que estudió a Júpiter y sus lunas. Lifehacker publica un extracto del primer capítulo del trabajo del científico.

Como un motor de combustión interna que a veces se enciende cuando comienza el frío, el joven Sol experimentó ráfagas irregulares de alta actividad durante los primeros millones de años. Las estrellas que pasan por esta etapa de desarrollo se denominan estrellas T Tauri en honor a una estrella activa bien estudiada en la constelación correspondiente. Habiendo pasado la etapa de los dolores de parto, las estrellas finalmente obedecen la regla de que las más pesadas y brillantes se vuelven azules, enormes y muy calientes, mientras que las más pequeñas se vuelven rojas, frías y apagadas.

Si traza todas las estrellas conocidas en un gráfico, con estrellas azules a la izquierda, estrellas rojas a la derecha, tenues en la parte inferior y brillantes en la parte superior, generalmente se alinearán a lo largo de una línea que va desde la parte superior izquierda. esquina a la esquina inferior derecha. Esta línea se llama secuencia principal y el Sol amarillo está justo en el medio. Además, la secuencia principal tiene muchas excepciones, así como ramificaciones, donde residen estrellas jóvenes que aún no se han desarrollado hasta la secuencia principal y estrellas viejas que ya la han abandonado.

El sol, una estrella muy común, emite su calor y luz con una intensidad casi constante durante 4.500 millones de años. No es tan pequeño como las enanas rojas, que se queman de forma extremadamente económica. Pero no tan grande como para quemarse en 10 millones de años, como sucede con los gigantes azules que se convierten en supernovas.

Nuestro Sol es una buena estrella y todavía tenemos suficiente combustible en nuestro tanque.

Su luminosidad está aumentando gradualmente, habiendo aumentado aproximadamente una cuarta parte desde su inicio, lo que la desplazó ligeramente a lo largo de la secuencia principal, pero no presentará ninguna otra afirmación sobre ella. Por supuesto, de vez en cuando nos encontramos con eyecciones de masa coronal, cuando el Sol arroja una burbuja magnetoeléctrica y baña nuestro planeta con corrientes de radiación. Irónicamente, hoy en día, nuestra red artificial es más vulnerable al efecto de una eyección de masa coronal, porque un pulso electromagnético asociado con este evento puede interrumpir el funcionamiento de grandes secciones de la red eléctrica durante un período de varias semanas a dos años. En 1859, la mayor eyección coronal de la historia moderna provocó chispas en las oficinas de telégrafos y magníficas auroras boreales. En 2013, la compañía de seguros londinense Lloyd's estimó que el daño de una emisión coronal de este tipo en los Estados Unidos modernos sería de 0,6 a 2,6 billones de dólares. … Pero en comparación con lo que sucede en otros sistemas planetarios, esta actividad es completamente inofensiva.

Pero no siempre será así. En unos 5-7 mil millones de años, comenzará para nosotros el "crepúsculo de los dioses", la última agitación, durante la cual los planetas dejarán sus órbitas. Después de dejar la secuencia principal, el Sol se convertirá en una gigante roja y en unos pocos millones de años engullirá a Mercurio, Venus y posiblemente la Tierra. Luego se contraerá, arrojando la mitad de su masa al espacio. Los astrónomos de estrellas vecinas podrán observar en sus cielos una "nueva" capa de gas espumoso en expansión que desaparecerá en unos pocos miles de años.

El sol ya no retendrá la nube exterior de Oort, cuyos cuerpos irán a vagar por el espacio interestelar como fantasmas cósmicos. Lo que quede de la estrella se contraerá hasta convertirse en una enana blanca, un cuerpo extremadamente denso que brilla con luz blanca de su energía gravitacional, apenas viva pero brillante, del tamaño de la Tierra, pero mil millones de veces más pesado. Creemos que este es el destino de nuestro sistema solar, en parte porque el Sol es una estrella ordinaria, y vemos muchos ejemplos de tales estrellas en varias etapas de evolución, y en parte porque nuestra comprensión teórica de tales procesos ha avanzado y está de acuerdo con los resultados de las observaciones.

Después de que termine la expansión de la gigante roja y el Sol se convierta en una enana blanca, los planetas, asteroides y otros remanentes del sistema solar interior comenzarán a caer sobre él en espiral, primero debido a la desaceleración del gas y luego debido a la Acción de las fuerzas de las mareas: hasta que los remanentes superdensos, las estrellas no volarán los planetas en pedazos uno por uno. Al final, habrá un disco de materiales similares a la Tierra, que consiste principalmente en los mantos arrancados de la Tierra y Venus, que descenderá en espiral hacia la estrella destruida.

Esto no es solo una fantasía: los astrónomos ven esta imagen en los indicadores espectroscópicos de varias "enanas blancas contaminadas" vecinas, donde los elementos formadores de rocas - magnesio, hierro, silicio, oxígeno - están presentes en la atmósfera de la estrella en cantidades correspondientes a la composición de minerales de la clase de silicatos, como el olivino. Este es el recordatorio final de los planetas similares a la Tierra del pasado.

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Los planetas que se forman alrededor de estrellas que son mucho más grandes que el Sol tendrán un destino menos interesante. Las estrellas masivas arden a temperaturas de cientos de millones de grados, consumiendo hidrógeno, helio, carbono, nitrógeno, oxígeno y silicio en violenta fusión. Los productos de estas reacciones se convierten en elementos cada vez más pesados hasta que la estrella alcanza un estado crítico y explota como una supernova, esparciendo su interior alrededor de varios años luz de diámetro y al mismo tiempo formando casi todos los elementos pesados. La cuestión del futuro del sistema planetario, que pudo haberse formado a su alrededor, se torna retórica.

Ahora todos los ojos están fijos en Betelgeuse, una estrella brillante que forma el hombro izquierdo de la constelación de Orión. Se encuentra a 600 años luz de la Tierra, lo que significa que no está demasiado lejos, pero afortunadamente no se encuentra entre nuestros vecinos más cercanos. La masa de Betelgeuse es ocho veces mayor que la del Sol y, según los modelos evolutivos, tiene unos 10 millones de años.

Dentro de un par de semanas, la explosión de esta estrella será comparable en brillo al resplandor de la Luna, y luego comenzará a desvanecerse; si esto no le impresionó, tenga en cuenta que desde una distancia de 1 unidad astronómica es como ver explotar una bomba de hidrógeno en un patio cercano. En el transcurso del tiempo geológico, las supernovas han explotado mucho más cerca de la Tierra, irradiando nuestro planeta y, en ocasiones, provocando extinciones masivas en él, pero ninguna de las estrellas más cercanas a nosotros va a explotar ahora.

La "zona de impacto" para este tipo de supernova es de 25 a 50 años luz, por lo que Betelgeuse no representa ninguna amenaza para nosotros.

Dado que está relativamente cerca y tiene un tamaño gigantesco, esta estrella es la primera que pudimos ver en detalle a través de un telescopio. Aunque la calidad de las imágenes es mala, muestran que Betelgeuse es un esferoide extrañamente irregular, parecido a un globo parcialmente desinflado, que hace una revolución sobre su eje en 30 años. Vemos una enorme pluma o deformación de Pierre Kervella et al., “El entorno circunestelar cercano de Betelgeuse V. Velocidad de rotación y propiedades de la envolvente molecular de ALMA”, Astronomy & Astrophysics 609 (2018), posiblemente causado por un desequilibrio térmico global. Parece que está realmente lista para explotar en cualquier momento. Pero, en verdad, para que cualquiera de nosotros tuviera la oportunidad de ver la luz de este evento, Betelgeuse tuvo que volar en pedazos en los días de Kepler y Shakespeare.

Cuando una estrella masiva explota, las puertas de su cocina química salen disparadas de sus bisagras. Las cenizas de un hogar termonuclear se dispersan en todas direcciones, de modo que el helio, carbono, nitrógeno, oxígeno, silicio, magnesio, hierro, níquel y otros productos de fusión se esparcen a una velocidad de cientos de kilómetros por segundo. En el curso del movimiento, estos núcleos atómicos, que alcanzan una masa máxima de 60 unidades atómicas, son bombardeados masivamente por una corriente de neutrones de alta energía (partículas iguales en masa a los protones, pero sin carga eléctrica) que emanan del núcleo estelar que colapsa..

De vez en cuando, un neutrón, al chocar con el núcleo de un átomo, se adhiere a él; Como resultado de todo esto, la explosión de una supernova se acompaña de la rápida síntesis de elementos más complejos que se consideran necesarios para la existencia de la vida, así como muchos radiactivos. Algunos de estos isótopos tienen una vida media de solo segundos, otros, como ⁶⁰Fe y ²⁶Al, decaer en aproximadamente el millón de años que tomó la formación de nuestra nebulosa protoplanetaria, y el tercero, digamos ²³⁸U, hay un largo camino por recorrer: proporcionan calentamiento geológico durante miles de millones de años. El superíndice corresponde al número total de protones y neutrones en el núcleo, esto se llama masa atómica.

Esto es lo que sucede cuando Betelgeuse explota. En un segundo, su núcleo se encogerá al tamaño de una estrella de neutrones, un objeto tan denso que una cucharadita de su sustancia pesa mil millones de toneladas, y posiblemente se convierta en un agujero negro. En el mismo momento, Betelgeuse entrará en erupción alrededor de 10⁵⁷ neutrinos, que se llevan la energía tan rápidamente que la onda de choque destrozará la estrella.

Será como la explosión de una bomba atómica, pero billones de veces más fuerte.

Para los observadores de la Tierra, Betelgeuse aumentará su brillo durante varios días hasta que la estrella inunde su parte del cielo con luz. Durante las próximas dos semanas, se desvanecerá y luego se infiltrará en la nebulosa brillante de una nube de gas, irradiada por un monstruo compacto en su centro.

Las supernovas palidecen en comparación con las explosiones kilónicas, que ocurren cuando dos estrellas de neutrones caen en la trampa de la atracción mutua y chocan en espiral. Quizás sea gracias a los kilonov que elementos más pesados como el oro y el molibdeno aparecieron en el espacio. … Estos dos cuerpos ya son inconcebiblemente densos, cada uno tiene la masa del Sol, empaquetado en el volumen de un asteroide de 10 kilómetros, por lo que su fusión causa ondas gravitacionales, ondulaciones en la estructura del espacio y el tiempo.

Las ondas gravitacionales pronosticadas a largo plazo se registraron por primera vez en 2015 con un instrumento de mil millones de dólares llamado LIGO La primera onda gravitacional fue registrada por el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) en septiembre de 2015. la fusión de dos agujeros negros a una distancia de 1,3 mil millones de años luz de la Tierra. (Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser, "Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser"). Más tarde, en 2017, la onda gravitacional llegó con una diferencia de 1,7 segundos con un estallido de radiación gamma registrada por un dispositivo completamente diferente, como un rayo y un relámpago.

Es sorprendente que las ondas gravitacionales y electromagnéticas (es decir, los fotones) hayan viajado por el espacio y el tiempo durante miles de millones de años, y parece que son completamente independientes entre sí (la gravedad y la luz son cosas diferentes), pero sin embargo llegaron a la Mismo tiempo. Quizás este sea un fenómeno trivial o predecible, pero para mí, personalmente, esta sincronicidad de la gravedad y la luz llenó la unidad del Universo con un significado profundo. La explosión de una kilonova hace mil millones de años, hace mil millones de años luz, parece el sonido lejano de una campana, cuyo sonido te hace sentir como nunca antes una conexión con aquellos que pueden existir en algún lugar de las profundidades del espacio. Es como mirar la luna, pensar en tus seres queridos y recordar que ellos también la ven.

Si desea saber cómo se originó el Universo, dónde más puede existir la vida y por qué los planetas son tan diferentes, este libro es definitivamente para usted. Eric Asfog habla en detalle sobre el pasado y el futuro del sistema solar y el cosmos en general.

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