پژوهشی جدید نشان میدهد که زمین شاید برخلاف پیشبینیهای گذشته از مرگ خورشید در ۵ میلیارد سال آینده جان سالم به در ببرد.
به گزارش سرویس علمی تکناک، دانشمندان برای دههها معتقد بودند که خورشید در حدود پنج میلیارد سال آینده پس از پایان سوخت هیدروژنی هسته خود، وارد مرحله غول سرخ خواهد شد. در این دوره، اندازه خورشید به شکل چشمگیری افزایش مییابد و لایههای بیرونی آن تا بخشهای داخلی منظومه شمسی گسترش پیدا میکنند. بسیاری از مدلهای نجومی پیشبینی میکردند که این فرایند در نهایت به بلعیده شدن زمین توسط خورشید منجر خواهد شد.
اکنون این پژوهش جدید نشان میدهد که این سرنوشت شاید قطعی نباشد. محققان با استفاده از مدلهای پیشرفتهتر برای شبیهسازی برهمکنشهای کشندی میان خورشید و سیارهها، همچنین برآوردهای جدید از میزان کاهش جرم خورشید در دوران پایانی عمر، به این نتیجه رسیدهاند که زمین ممکن است از محدوده خطر خارج شود.
پژوهشگران در نتایج خود اعلام کردهاند که بر اساس مدلهای جدید، زمین میتواند از هر دو مرحله مهم تحول خورشید یعنی فاز غول سرخ و مرحله شاخه مجانب غولها یا AGB عبور کند و نابود نشود.
پیشبینی آینده زمین به دلیل وجود دو فرایند متضاد بسیار پیچیده است. نخستین عامل، نیروهای کشندی هستند که با بزرگتر شدن خورشید ایجاد میشوند. این نیروها انرژی مداری سیارهها را به تدریج کاهش میدهند و باعث میشوند آنها به ستاره میزبان نزدیکتر شوند.
در مقابل، خورشید در دوران پیری بخش بزرگی از جرم خود را از طریق بادهای ستارهای از دست خواهد داد. کاهش جرم خورشید به معنای ضعیفتر شدن نیروی گرانش آن است. در نتیجه، مدار سیارهها به تدریج گسترش مییابد و فاصله آنها از خورشید بیشتر میشود.
دانشمندان سالها تلاش کردهاند که مشخص کنند کدام یک از این دو عامل نقش غالب را ایفا خواهد کرد. اگر نیروهای کشندی قویتر باشند، زمین به سمت خورشید کشیده میشود و نابود خواهد شد. اما اگر کاهش جرم خورشید تأثیر بیشتری داشته باشد، مدار زمین به سمت بیرون منتقل میشود و احتمال بقا افزایش مییابد.
خورشید در حال حاضر در مرحلهای پایدار از زندگی خود قرار دارد که دانشمندان آن را «رشته اصلی» مینامند. در این دوره، همجوشی هستهای هیدروژن انرژی مورد نیاز ستاره را تأمین میکند.
پس از پایان این سوخت، خورشید وارد مرحله غول سرخ میشود. در این دوران، قطر ستاره چندین برابر اندازه فعلی آن افزایش خواهد یافت. سپس خورشید سوخت هلیوم خود را نیز مصرف میکند و وارد مرحله شاخه مجانب غولها میشود. این مرحله یکی از بزرگترین و ناپایدارترین دورههای زندگی یک ستاره مشابه خورشید به حساب میآید.
در این زمان، خورشید حجم عظیمی از مواد خود را به فضا پرتاب میکند و به تدریج به هستهای کوچک و بسیار متراکم تبدیل میشود که در نهایت با مرگ به کوتوله سفید تغییر شکل خواهد داد.
پژوهشگران در این مطالعه از مدلهای کشندی توسعهیافته طی ۱۵ سال اخیر استفاده کردند. این مدلها نشان میدهند که ستارههای غولپیکر انرژی کشندی را با بازدهی کمتری نسبت به برآوردهای گذشته جذب میکنند.
این موضوع به آن معنا است که خورشید آینده احتمالا توانایی کمتری برای کشیدن زمین به سمت خود خواهد داشت. در نتیجه، تأثیر نیروهای کشندی کاهش مییابد و فرصت بیشتری برای گسترش مدار زمین فراهم میشود.
همچنین محققان دادههای مربوط به یک ستاره سالخورده به نام L2 Puppis را بررسی کردند. بسیاری از اخترشناسان این ستاره را نمونهای مناسب برای مطالعه آینده خورشید میدانند. بررسی رفتار این ستاره نشان داد که ستارههای مشابه خورشید ممکن است در مراحل پایانی عمر خود جرم بیشتری نسبت به پیشبینیهای قبلی از دست بدهند.
ترکیب این دو عامل باعث شد که نتایج شبیهسازیها تغییر قابل توجهی پیدا کند. بر اساس سناریوهای جدید، مدار زمین به اندازهای گسترش مییابد که در زمان رسیدن خورشید به بیشترین اندازه خود، همچنان خارج از محدوده آن باقی بماند.
اگرچه نتایج این پژوهش برای زمین امیدوارکننده به نظر میرسد، اما شرایط برای همه سیارهها یکسان نیست. شبیهسازیها نشان میدهند که عطارد و زهره تقریباً در تمام سناریوها توسط خورشید بلعیده میشوند.
در مقابل، مریخ نیز مانند زمین شانس بالایی برای بقا خواهد داشت. با وجود این، تغییرات شدید در ساختار منظومه شمسی و کاهش جرم خورشید میتواند مدار سیارهها را به شکل چشمگیری دگرگون کند.
بقای زمین به معنای ادامه حیات روی آن نیست. حتی اگر سیاره ما از بلعیده شدن توسط خورشید نجات پیدا کند، افزایش تدریجی درخشندگی و تابش خورشید میلیاردها سال پیش از مرحله غول سرخ، شرایط را برای زندگی غیرممکن خواهد کرد.
دانشمندان پیشبینی کردهاند که اقیانوسهای زمین در آیندهای بسیار دور تبخیر میشوند و دمای سطح سیاره به حدی افزایش مییابد که هیچ شکل شناختهشدهای از حیات نمیتواند دوام بیاورد.
پژوهشگران تأکید کردند که هنوز نمیتوان با اطمینان کامل درباره سرنوشت نهایی زمین پس از مرگ خورشید اظهار نظر کرد. میزان واقعی جرم ازدسترفته خورشید و جزئیات برهمکنشهای کشندی همچنان با عدم قطعیت همراه هستند. هرچند، این مطالعه نشان میدهد که احتمال بقای زمین بسیار بیشتر از آن چیزی است که دانشمندان در گذشته تصور میکردند و شاید سیاره ما بتواند از مرگ خورشید جان سالم به در ببرد.
