Конец привычной Земли наступит задолго до того, как Солнце коснётся её орбиты. Наша звезда медленно становится ярче уже сейчас, а через миллиарды лет полностью изменит внутреннюю часть Солнечной системы. Главная неопределённость — будет ли сама планета поглощена или останется выжженным каменным остатком.
2. Солнце не взорвётся, а раздуется
Сейчас Солнце находится на главной последовательности — длительном этапе, когда в его ядре водород превращается в гелий. Примерно через пять миллиардов лет запас водорода в центральной области станет недостаточным для нынешнего режима. Ядро начнёт сжиматься и нагреваться, а реакции продолжатся в оболочке вокруг него.
Дополнительная энергия заставит внешние слои звезды расшириться. Солнце станет красным гигантом: его поверхность охладится и покраснеет, но общий размер и светимость резко возрастут. Радиус будет меняться на разных стадиях, а внешняя атмосфера может приблизиться к современной орбите Земли или выйти за неё.
Меркурий почти наверняка исчезнет внутри раздувшейся звезды. Венера, согласно большинству моделей, тоже будет поглощена. С Землёй расчёты сложнее.
3. Океаны исчезнут гораздо раньше
Чтобы лишиться жизни, Земле не требуется ждать красного гиганта. По мере накопления гелия в ядре Солнце постепенно увеличивает светимость. Это естественная эволюция звезды, а не внезапная катастрофа.
Через сотни миллионов или более чем миллиард лет — точный срок зависит от климатических и геологических моделей — усиление нагрева нарушит углеродный цикл. Содержание углекислого газа может упасть ниже уровня, необходимого многим растениям. Затем испарение океанов усилит парниковый эффект.
Водяной пар поднимется выше, ультрафиолет расщепит молекулы воды, а лёгкий водород будет уходить в космос. К моменту превращения Солнца в красного гиганта современная биосфера и океаны уже давно исчезнут.
4. Планета может отступить — и всё равно погибнуть
Когда красный гигант теряет вещество, его масса уменьшается. Ослабление гравитации заставляет орбиты планет расширяться. Казалось бы, Земля способна медленно отодвинуться и избежать внешних слоёв Солнца.
Но есть противоположный эффект. Раздувшаяся атмосфера звезды создаёт сопротивление, а приливное взаимодействие может отнимать у Земли орбитальную энергию. Планета начнёт приближаться к Солнцу и может погрузиться в его оболочку.
Результат зависит от темпа потери солнечной массы, максимального радиуса звезды, приливов и взаимодействия с разреженным газом. Небольшие различия в моделях меняют итог. Поэтому можно встретить и уверенное «Солнце проглотит Землю», и осторожное «судьба остаётся спорной».
Даже если Земля физически уцелеет, она будет стерилизована и расплавлена снаружи. Атмосфера исчезнет, поверхность изменится до неузнаваемости, а бывшая голубая планета станет сухим обугленным миром.
5. Что останется после гиганта
Солнце недостаточно массивно, чтобы закончить жизнь сверхновой. После стадии красного гиганта оно сбросит внешние слои. Расширяющаяся оболочка газа может образовать красивую планетарную туманность — название историческое и к планетам напрямую не относится.
В центре останется белый карлик размером примерно с Землю, но с большей частью нынешней солнечной массы. Термоядерные реакции в нём прекратятся; он будет очень медленно остывать. Уцелевшие внешние планеты перейдут на более широкие орбиты.
Потеря солнечной массы изменит всю систему. Некоторые кометы и астероиды будут выброшены, другие приблизятся к белому карлику и разрушатся приливными силами.
Подобные процессы уже наблюдают у других белых карликов. В их атмосферах находят тяжёлые элементы, которые должны быстро оседать внутрь. Вероятно, это следы остатков планет и астероидов, продолжающих падать на мёртвые звёзды.
6. Что говорит наука
Подтверждена общая схема эволюции звёзд солнечной массы: главная последовательность, красный гигант, потеря внешних слоёв и белый карлик. Мы наблюдаем множество звёзд на каждой из этих стадий, а модели проверяются по звёздным скоплениям и данным астросейсмологии.
Наиболее вероятно, что примерно через пять миллиардов лет Солнце начнёт превращаться в красного гиганта, уничтожит Меркурий и Венеру, а Земля станет необитаемой задолго до этого.
Предметом спора остаётся именно физическое выживание планеты. Точные приливные процессы в оболочке будущего Солнца и темп потери массы невозможно наблюдать напрямую сегодня.
7. Итог
Ответ на вопрос заголовка двойной: живая Земля погибнет задолго до красного гиганта, а каменная планета, вероятно, будет поглощена, хотя шанс остаться на расширившейся орбите полностью не исключён.
Поделитесь мнением: стоит ли человечеству уже сейчас мечтать о далёких убежищах у других звёзд?
