(Obrázok: © Vadim Sadovski / Shutterstock)
Väčšina planét môže existovať dlho, dlho, ale nemôžu trvať večne. Hladné hviezdy a násilní planetárni susedia môžu celý svet úplne zničiť, zatiaľ čo dopady a nadmerný vulkanizmus môžu spôsobiť, že obývateľný svet bude sterilný tým, že bude rozprávať planétu. Existuje tiež veľa teoretických spôsobov, ktoré by mohli vyhláskovať koniec planéty, ale pokiaľ to vieme, nie.
„Planéty vždy umierajú priamo v našej galaktickej štvrti,“ napísal vo svojej knihe Sean Raymond, planetárny modelár Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux vo francúzskom Bordeaux séria blogov o tom, ako planéty umierajú, Raymond skúmal nespočetné spôsoby, ako by planéty mohli dosiahnuť svoj koniec. Aj keď nie všetky planéty zomierajú, nakoniec sa dostanú do planétovej márnice.
Klimatické katastrofy
Klimatický cyklus Zeme zohráva dôležitú úlohu pri zabezpečovaní toho, aby planéta nebola príliš horúca ani príliš studená na to, aby udržala život. Neznamená to však príliš veľa pre klímu na skalnatom svete, napríklad na Zemi, aby bol vyhodený z úderov, a spúšťa udalosti vedúce k neuveriteľne horúcej planéte alebo snehové gule.
Na Zemi je teplota regulovaná množstvom oxidu uhličitého v atmosfére. Oxid uhličitý a iné skleníkové plyny v atmosfére (napríklad voda, metán a oxid dusný) pôsobia ako prikrývka a udržujú planétu v teple tak, že spomaľujú množstvo úniku slnečného žiarenia späť do vesmíru. Keď sa v atmosfére nahromadí oxid uhličitý, zahrieva povrch planéty, čo viac prší, Zrážky potom odstraňujú časť oxidu uhličitého z atmosféry a ukladajú ho do uhličitanových hornín na morskom dne a planéta sa začína ochladzovať.
Ak sa kysličník uhličitý hromadí v atmosfére rýchlejšie, ako sa môže znova absorbovať do hornín, môže napríklad spôsobiť niečo ako zvýšená vulkanická aktivita, a tak môže spustiť útek skleníkového efektu. Teploty môžu stúpať nad bodom varu vody, čo môže byť problém pre udržanie života, keď vidíme, že všetok život, ako vieme, vyžaduje vodu. Rastúce teploty môžu tiež umožniť, aby atmosféra unikla do vesmíru, čím sa odstráni ochranný štít, ktorý odkláňa žiarenie zo slnečného žiarenia planéty a iných hviezd.
„Vykurovanie skleníkom je skutočnosťou života v atmosfére a do istej miery žiaduce,“ napísal Raymond. „Ale veci sa vymknú z rúk.“
Teplo nie je jediný spôsob, ako sa klíma môže zmeniť na smrteľné. Keď planéta dostatočne vychladne, telo sa zmení na snehová guľa svet, skalnatý predmet pokrytý ľadom. Ľad a sneh sú jasné a odrážajú väčšinu tepla hviezdy späť do vesmíru, čo spôsobuje, že sa svet ešte viac ochladzuje. Na svete s povrchovými sopkami môžu erupcie odvádzať oxid uhličitý a ďalšie plyny späť do atmosféry a ohrievať svet späť. Ak sa však vyskytnú snehové gule na planéte, ktorá nemá platňovú tektoniku - a teda vulkány -, svet môže byť v snehovom gule trvalo zablokovaný.
Podľa Raymonda hrozí riziko vzniku všetkých potenciálne životaschopných planét klimatická katastrofa, čo môže spôsobiť, že planéta bude neobývateľná, ale nebude ju úplne zničiť.
Láva alebo život
Remorkér okolitých svetov sa môže ťahať po planétovej obežnej dráhe, ktorá vytvára tlak na vnútro planéty a zvyšuje teplo strednej vrstvy Zeme, plášťa. Toto teplo musí nájsť spôsob úniku a najtypickejšou metódou je sopka.
Sopečná aktivita môže významne ovplyvniť životné prostredie planéty. Podľa Univerzitná spoločnosť pre výskum atmosféry, častice plynu a prachu vrhané do atmosféry sopkou môžu ovplyvniť atmosféru planéty, ochladiť planétu a zatieniť ju pred prichádzajúcim žiarením. V roku 1815 vypukla erupcia Mount Tambora, najväčšia erupcia v zaznamenanej histórii Zeme, vyvolala toľko popola, že znížila globálne teploty, čím sa z roku 1816 stal takzvaný „rok bez leta“.
Sopky môžu tiež spôsobiť opačný efekt - globálne otepľovanie - keď uvoľňujú skleníkové plyny do atmosféry. Časté a veľké sopečné výbuchy by mohli spustiť útek skleníkového efektu, ktorý by z obývateľného sveta, ako je Zem, stal niečo skôr ako Venuša.
Nemusíme hľadať ďaleko príklad reálneho života sopečného sveta. Jupiterov mesiac Io je najviac sopečne aktívnym telom v slnečnej sústave so stovkami sopiek, ktoré neustále vybuchujú. Keby bola Zem ťahaná tak, ako je Io ťahaná gravitačnou silou Jupitera, mala by podľa Raymonda Zem desaťkrát viac vulkanickej aktivity ako Io.
Kalamita komét
Skalnaté asteroidy a ľadové kométy sú planetárne „strúhanky“, ktoré môžu spôsobovať značné problémy ich susedným svetom, najmä ak ich hádzajú giganti ľadu a plynu.
Keď sa planéty usadia na svojich konečných obežných dráhach, ich gravitačné remorkéry sa môžu pohybovať okolo asteroidov a komét. Niektorí môžu byť vytlačení na okraj planétového systému, zatiaľ čo iní sú vrhnutí dovnútra, prípadne sa stretnú so skalnatými svetmi, kde sa život môže vyvíjať.
V našej vonkajšej slnečnej sústave posledné Neptúnove pohyby, keď sa usadili na svojej trvalej obežnej dráhe, vrhli viac komét dovnútra a prešli ich z planéty na planétu, až kým nedosiahli Jupiter. Jupiter vyhodil niektoré z týchto ľadových telies smerom von, ale iné boli vrhané dovnútra na Zem počas obdobia známeho ako Neskoré ťažké bombardovanie.
Dnes Zem neustále zhromažďuje okolo 100 ton (90 metrických ton) medziplanetárneho materiálu každý deň vo forme prachu. Objekty väčšie ako asi 100 stôp (100 metrov) padajú na povrch iba asi raz za 10 000 rokov, zatiaľ čo objekty väčšie ako dve tretiny míle (1 kilometer) padajú podľa odhadov NASA iba raz za niekoľko 100 000 rokov. Centrum pre štúdium objektov blízkej Zeme.
Keď obří planéty hádzajú tieto deštruktívne omrvinky smerom k slnku, kolízne špičky a nárazy sa vyskytujú častejšie. Stredne veľké objekty môžu vnášať prach a zvyšky do atmosféry, čo môže rušiť atmosférické procesy. Obrovské vplyvy môžu spôsobiť ešte hroznejšie účinky, a to nielen kvôli devastácii pri nule, ale aj preto, že môžu vyhodiť dosť odpadu na to, aby spôsobili nárazová zima, hádzať planétu do minimálnej doby ľadovej. Pri dostatočnom počte dopadov v rade by sa klimatické účinky mohli budovať na sebe, až kým sa svet nestane obývateľným.
Na základe pozorovaní pozostatkov planét nájdených okolo iných hviezd Raymond vypočítal, že bombardovaním asteroidmi sa nakoniec zničí asi 1 miliarda planét podobných Zemi v galaxii.
Zlý veľký brat
Ako najmasívnejší objekt v slnečnej sústave po slnku, Jupiter správa sa ako ochranný veľký brat, chránia menšie skalné planéty pred úlomkami a obri z iných svetov pravdepodobne hrajú rovnakú úlohu. Ak by sa však plynový gigant ako Jupiter stal nestabilným, mohlo by to mať zničujúci účinok na menšie svety okolo neho.
Po vytvorení hviezd sa disk zvyšného materiálu dáva vznik planétam. Gravitačné remorkéry z plynu a prachu na disku vyvíjajú na planéty silu a dokážu udržať plynové giganty v rade počas prvých niekoľkých miliónov rokov. Keď je už preč, planéty však môžu ľahšie meniť svoje dráhy. Pretože obrovské planéty sú omnoho menšie ako ich skalní súrodenci, ich gravitačné tlaky môžu významne zmeniť posunutie orbitov menších planét. Ale veľké svety nie sú imunné; dve obrie planéty sa môžu navzájom ťahať a môžu dokonca prechádzať veľmi blízko pri sebe. Podľa Raymonda sa títo obri zriedka zrážajú, namiesto toho si navzájom poskytujú gravitačné kopy. Nakoniec by to mohli byť niektoré svety vyhodili na obežnú dráhu a dostať sa na plávajúce vesmír nepripojené k žiadnym hviezdam.
Raymond vypočítal, že plynové giganty zničili zhruba 5 miliárd skalných svetov. Väčšina deštrukcie sa pravdepodobne stala skoro po vytvorení planét. Hŕstka sa však pravdepodobne stala neskôr v živote systému, potom, čo mal život čas na vývoj. Ak sa iba 1% plynových gigantov stalo nestabilných neskôr v ich planetárnom živote, je možné, že 50 miliónov planétových systémov zničilo obývané svety ich hodením do ich hviezdy.
Hviezdne desiatu
Podobne ako planéty aj hviezdy môžu skončiť a ich premena môže mať drastické účinky na planéty, ktoré ich obiehajú.
Červené trpasličí hviezdynapríklad dosiahnutie ich dlhodobého jasu môže trvať viac ako 100 miliónov rokov, desaťkrát dlhšie ako naše slnko. Planéty obiehajúce červeného trpaslíka sa môžu nachádzať v obývateľnej zóne niekoľko miliónov rokov, ale keď hviezda rastie jasnejšie, pri vyšších teplotách sa môže voda vyživujúca život vypariť.
Ale planéty obiehajúce horúceho červeného trpaslíka dokážu život udržať. „Nevieme, či tento proces úplne vyschne planéty alebo či len odstraňuje niekoľko vonkajších vrstiev oceánu,“ napísal Raymond. „Ak má planéta vo svojom vnútri dostatok vody (predpokladá sa, že Zem má niekoľkokrát svoju povrchovú vodu v plášti), potom by mohla vydržať stratu svojich oceánov neskorším odplyňovaním nových. Je to zložitá súhra medzi geológiou a astronómiou a výsledok nie je zatiaľ známy. ““ Raymond odhaduje že ich červený trpaslík mohol vyschnúť 100 miliárd planét.
Slnečné hviezdy dávajú obývateľným planétam viac času na zadržiavanie vody, čo dáva životu šancu. Ale teplota slnka sa tiež mení a pomaly sa rozjasňuje v priebehu miliárd rokov. Raymond povedal, že za miliardu rokov už nebude planéta v obývateľnej zóne; voda už nebude zostávať tekutá na zemskom povrchu. Namiesto toho bude planéta vystavená rýchlemu skleníkovému efektu a nakoniec bude vyzerať ako Venuša.
Keď hviezda podobná slnku dosiahne 10 miliárd rokov, dôjde mu vodík a rozšíri sa niekde medzi 100 až 200-násobok svojej súčasnej veľkosti. (Naše slnko má 4,5 miliardy rokov, takže máme nejaký čas, kým sa to stane.) V slnečnej sústave budú Venuša a Merkúr prehltnutá hviezdou, zatiaľ čo meniaca sa gravitácia slnka vytlačí Mars a vonkajšie planéty ďalej. Zem je na okraji a môže trpieť jedným z osudov. Pomaly sa rozjasňujúcu hviezdu pravdepodobne spotrebuje zhruba 4 miliardy skalných svetov.
Najmasívnejšie hviezdy explodujú v ohnivá supernova po relatívne krátkej životnosti niekoľko miliónov rokov. Okolo týchto masívnych hviezd sa nenašli žiadne planéty, ale mohlo by to tak byť preto, že existuje tak málo masívnych hviezd, ktoré by bolo možné prehľadávať, a exoplanety je stále ťažké nájsť, napísal Raymond. Každopádne akékoľvek planéty okolo týchto obrovských hviezd budú pravdepodobne zničené explozívnou smrťou hviezdy.
Tento článok sa inšpiroval sériou astronómov Sean Raymondovej Ako planéty umierajú.
Dodatočné zdroje:
- Prečítajte si viac informácií o planetárnom vývoji Sean Raymond's PlanetPlanet Blog.
- Prečítajte si viac o planetárne „omrvinky“, ktoré sa dostanú na Zem, z Centra pre objekty blízkej Zeme.
- Prečítajte si viac informácií o rozdieloch medzi nimi rôzne typy hviezd.
