Земля может уцелеть, когда Солнце превратится в красного гиганта
Долгое время считалось, что конец Земли предрешён: примерно через пять миллиардов лет Солнце раздуется в красного гиганта, поглотит нашу планету и испепелит её. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, ставит этот сценарий под сомнение. Группа астрофизиков из Левенского университета (Бельгия) и Исследовательского центра CEA в Париже провела наиболее точные на сегодняшний день расчёты орбитальной эволюции Земли и пришла к выводу, который звучит почти как хорошие новости: Земля вполне может пережить агонию своей звезды.
Важная оговорка: к тому времени жизнь на планете давно исчезнет по другим причинам. Но с точки зрения чистой физики вопрос о том, «съест» ли Солнце Землю, теперь имеет неожиданно неоднозначный ответ.
Два сценария: поглощение или спасение
В своей финальной стадии Солнце пройдёт через два крупных этапа расширения. Сначала оно станет красным гигантом (фаза RGB), когда иссякнет водород в ядре. Затем, когда выгорит гелий, звезда ещё сильнее раздуется — в так называемую звезду на асимптотической ветви гигантов (AGB). Именно на этих этапах судьба Земли и решается.
Судьба планеты определяется балансом двух конкурирующих сил:
- Приливное торможение — раздувшееся Солнце будет гравитационно притягивать Землю к себе, постепенно сужая её орбиту.
- Потеря массы звездой — Солнце будет активно терять вещество в виде звёздного ветра. Чем меньше масса звезды, тем слабее её притяжение, и тем дальше от неё «уплывёт» орбита Земли.
«Судьба Земли зависит от тонкого баланса между этими двумя эффектами, — объяснил руководитель исследования Матс Эссельдёрс. — Если преобладает приливное взаимодействие, Земля поглощается Солнцем. Если преобладает потеря массы, Земля уходит на более широкую орбиту за пределы радиуса раздувшейся звезды».
Почему прежние расчёты давали неверный ответ
Прошлые модели неизменно предсказывали поглощение Земли, но, как выяснилось, они использовали упрощённые описания приливных взаимодействий в гигантских звёздах.
За последние 15 лет наука существенно продвинулась в понимании физики приливов. Новые данные показывают, что приливное рассеяние энергии в расширяющемся Солнце будет значительно слабее, чем считалось. Это кардинально меняет уравнение: при нескольких разумных сценариях потеря массы Солнцем оказывается достаточно велика, чтобы орбита Земли расширилась и планета избежала поглощения.
Для оценки того, сколько массы может потерять Солнце, исследователи изучили звезду L2 Puppis — «пожилого родственника» нашего Солнца в той же фазе эволюции. Эта ближайшая аналогичная звезда стала своеобразным «зеркалом будущего» для нашей системы.
Что это значит и чего не значит
Итог расчётов зависит от конкретных параметров модели — в первую очередь от того, насколько интенсивной окажется потеря массы Солнцем на стадии AGB. При одних допущениях Земля выживает в фазе красного гиганта, но всё же поглощается позднее, на стадии AGB. При других — планета уходит на более широкую безопасную орбиту и переживает обе стадии расширения.
Следует понимать, что речь идёт о сугубо физическом сценарии, а не об обнадёживающих новостях для человечества:
- Солнце начнёт заметно нагреваться и светлеть уже примерно через миллиард лет, что сделает жизнь на Земле невозможной.
- Сам «апокалипсис» произойдёт лишь через 5 миллиардов лет.
- Исследование касается исключительно орбитальной механики — того, будет ли Земля физически поглощена звездой, а не того, что станет с жизнью.
Читайте также по теме: Почему Солнце становится ярче и однажды погубит Землю
Тем не менее научная ценность работы весома: она показывает, что даже для хорошо изученных систем предсказания могут кардинально меняться по мере совершенствования физических моделей. А заодно открывает новые возможности для поиска планет, переживших агонию своих звёзд, — в виде тел, обращающихся вокруг белых карликов.
