Napunk körülbelül 5 milliárd év múlva vörös óriássá fog duzzadni, és hogy a Föld túléli-e ezt a fázist, az egyelőre nyitott kérdés, mondja Melinda Soares-Furtado, a Wisconsini Egyetem asztrofizikusa. Elképzelhető, hogy a csillag elnyeli a Földet, és az megsemmisül. De bizonyos forgatókönyvek szerint bolygónk meg is menekülhet, és kijjebb sodródhat a Naprendszerben.
Egy közeli bolygórendszer vizsgálata segíthet annak feltárásában, hogy milyen lesz bolygónk jövője. Körülbelül 57 fényévnyire tőlünk négy bolygó kering egy 10 milliárd éves, a Naphoz hasonló csillag körül, amely tehát kétszer annyi idős, mint a Nap, és már életének előrehaladott szakaszában van. Stephen Kane, a Kaliforniai Egyetem bolygók élhetőségére szakosodott asztrofizikusa nemrégiben modellezte, mi történhet az idősebb rendszer bolygóival, ha a csillag egymilliárd év múlva vörös óriássá válik. A szakértő és társai azt állapították meg, hogy a belső bolygók többségét elnyeli a csillag, de a legkülső ismert bolygó, amelynek pályája a Vénuszéhoz hasonló, talán túlélheti a katasztrófát.
A csillag előrehaladott kora megkönnyíti tágulásának modellezését, és pontosabb előrejelzést kínál saját bolygórendszerünk jövőjével kapcsolatban. „Ez egy nagyon érdekes vizsgálat” – mondja Jonathon Zink, a CalTech asztrofizikusa.
„Ha több rendszert találunk a csillagfejlődés különböző fázisaiban, akkor valószínűleg össze tudjuk rakni, hogy mi fog történni.”
Halálcsillag
Ha egy csillag elnyel egy bolygót, a megsemmisülés gyorsan bekövetkezhet. Ricardo Yarza, a Kaliforniai Egyetem asztrofizikusa 2022-ben modellezte, mi történik, amikor egy vörös óriás elnyel egy planétát. Megállapította, hogy ha a bolygó elég közel kezdi a csillaghoz, a pályája gyorsan felborul. A csillag légkörében lévő gáz ellenállást gyakorol a bolygóra, amely hamar veszíteni kezd az eredeti távolságból, és egyre mélyebbre merül a csillagban, míg végül néhány száz éven belül megsemmisül.
Egészen a közelmúltig egy halálra ítélt bolygó életének ezeket az utolsó pillanatait soha nem figyelték meg közvetlenül, mondja Kishalay De, az MIT csillagásza. Saját csoportjával a kutatónak azonban 2020-ban sikerült észlelnie, hogy egy 12 ezer fényévre lévő csillag néhány százszor fényesebbé vált átmenetileg. A felfénylés túl mérsékelt volt ahhoz, hogy egy másik csillaggal való összeolvadásból származzon. De épp megfelelő intenzitású volt ahhoz, hogy egy bolygó méretű „falat” álljon mögötte, jelentették De és kollégái.
A kutatócsoport azt feltételezte, hogy egy, a Jupiternél néhányszor nagyobb tömegű bolygó semmisült meg, amikor a 10 milliárd éves csillag vörös óriássá kezdett tágulni.
„Ez a Naprendszer jövője” – vélte De. Amikor a Naphoz hasonló, G típusú csillagnak vagy sárga törpének is nevezett fősorozatbeli csillagok elérik életük végét, vagyis elfogy a magjukban a fúzióhoz szükséges hidrogén, az égitestek más üzemanyagforrások felé fordulnak. Ennek során a csillagok veszítenek tömegükből, a magjuk egyre forróbbá válik, a légkörük pedig évmilliók alatt felpuffad. Végül Nap méretének több mint 200-szorosára nőnek.
A Nap esetében ezen ponton a duzzadó égitest biztosan bekebelezi a Merkúrt és valószínűleg a Vénuszt is, mielőtt olyan nagyra nőne, hogy megközelíti a Föld pályáját. De ennél nagyobbra is tágulhat. „Egyes modellek szerint akár a Marsot is elnyelheti” – mondja Antonino Lanza, az olaszországi Catania Asztrofizikai Obszervatóriumának csillagásza.
Szerinte a legnagyobb bizonytalanság abban van, hogy nem tudni, a Nap az öregedés során mennyi tömeget veszít: minél többet veszít ugyanis, annál kisebb lesz a végleges sugara.
Kockázatok és esélyek
A jelenlegi legjobb becslések szerint a Nap sugara 0,85–1,5 csillagászati egységre (a Nap és a Föld jelenlegi távolsága) fog nőni. De ahogy a csillag veszít a tömegéből, a gravitáció gyengülése miatt a Föld pályasugara nőhet, ami azt is jelentheti, hogy bolygónk megmenekülhet a bekebelezés elől. A Föld jövőjének feltárása érdekében a csillagászok idegen bolygórendszerek felé fordulnak. Céljuk, hogy olyan Naphoz hasonló csillagokat találjanak, amelyek hamarosan vörös óriássá fognak felfúvódni (vagy már fel is fúvódtak).
Ezért keltette fel Kane figyelmét a Rho Coronae Borealis, egy közeli sárga törpe, amelyről úgy gondolják, hogy életének végéhez közeledik. Négy ismert bolygója közül három a csillag közelében kering, jóval a Vénusz Napunk körüli pályáján belül. A legkülső bolygó, amelynek egy éve 282 földi napig tart, hasonló pályát jár be a Vénuszéhoz.
Kane múlt hónapban közzétett elemzése azt mutatja, hogy a duzzadó csillag el fogja nyelni a három belső bolygót. A legbelső planéta, amelyről úgy gondolják, hogy kőzetanyagú, és közel négyszer akkora tömegű, mint a Föld, néhány száz éven belül elpárologhat. „A plazma túlhevíti a bolygót, és az lényegében szétesik. Még a felszínen lévő kőzetek is elolvadnak” – mondja Kane. A következő bolygó, egy Jupiterhez hasonló tömegű gázóriás, olyan nagy, hogy miután spirálisan egyre beljebb zuhan, és a csillag gravitációja szétszakítja. A harmadik bolygó, egy kisebb, Neptunuszhoz hasonló tömegű égitest, valószínűleg szintén bekebeleződik és elpárolog.
A legkülső bolygó azonban – amely tömegre körülbelül a Neptunusszal egyezik meg – talán túlélheti az eseményeket. Ahogy a csillag tágul, átmenetileg, néhány ezer évre elnyeli a bolygót. Ez idő alatt a planéta felszíne extrém hőmérsékletre hevül, de maga az égitest túlélheti, mert a csillag légköre ilyen távolságban nem annyira sűrű. Ezután a csillag ismét összehúzódik és kitágul, így ismét elnyeli a bolygót néhány évezredre.
Ha a bolygó túléli ezeket a forró epizódokat, a csillag utolsó alkalommal történő összehúzódásakor egyben bújhat elő a légkörből.
Hosszú élet?
Kane a maga részéről derűlátó a bolygó esélyeit illetően, és azt illetően is, hogy mit jelenthet mindez a mi bolygónk kapcsán. „Gyanítom, hogy a Föld kifelé fog mozogni, és túl fogja élni” – mondja. Ha egy bolygó megmenekül a bekebelezés elől, akkor ígéretesek az esélyei a hosszabb életre. Amikor egy Napunkhoz hasonló csillag vörös óriássá tágul, utána leveti külső rétegeit, végül egy sűrű, fehéren izzó maradványcsillag lesz belőle, amelyet fehér törpének neveznek.
Ezek az objektumok az eredeti csillag tömegének akár a felét is tartalmazhatják, egy Földhöz méretű térrészbe zsúfolva, és még évbilliókig energiát bocsátanak ki.
Az elmúlt két évtizedben a szakértők több fehér törpét is azonosítottak, amelyek körül bolygót kering, mondja Mary Anne Limbach, a Michigani Egyetem exobolygókutatója. Ezek a bolygók valószínűleg túlélték csillaguk vörösóriás-fázisát, bár nem világos, hogy pontosan hogyan. A planéták egy része valószínűleg túl messze volt a csillagától ahhoz, hogy az elnyelje, míg másokat a csillag felfúvódása kifelé terelhetett pályáján. (A csillagászok arra is láttak bizonyítékot, hogy sok bolygó nem volt ilyen szerencsés. Erről tanúskodnak a bolygókhoz kapcsolódó elemekben, például magnéziumban és vasban gazdag anyagú fehér törpék.) A James Webb Űrtávcső (JWST) folyamatban lévő megfigyelései révén várhatóan újabb több tucat fehér törpe körül keringő exobolygót fognak felfedezni a csillagászok a közeljövőben.
Bármennyire is szokatlannak tűnnek, ezek a bolygórendszerek továbbra is élhetőek lehetnek, mondta Limbach, aki a JWST fehér törpékkel kapcsolatos megfigyeléseit vezeti. A fehér törpe körül is van olyan pálya, amely révén lehet folyékony víz a bolygón, ugyanakkor ez egy nagy kihívásokkal teli környezet, mondja a szakértő.
Az idősebb bolygórendszerek további megfigyelései és a mostanihoz hasonló modellek részletesebb betekintést kínálhatnak saját rendszerünk eljövendő sorsába. Egyelőre a bolygónk megsemmisülése szinte bizonyosnak tűnik a Nap felfúvódásakor, ahogy az is valószínű, hogy az emberiség már nem lesz tanúja ennek. De persze bármi lehetséges, akár az is, hogy lesz, aki biztos távolságból visszapillanthat a Földre 5 milliárd év múlva, hogy lássa, ahogy bolygónk eltűnik egy rövid felfénylés kíséretében – vagy ahogy megússza a Nap drámai végjátékát.
