|
Станет ли Европа пригодной для жизни планетой
|
|
|
|
Люди всегда хотят знать, что произойдет с Землей, когда Солнце в конце концов превратится в красного гиганта. Во-первых, расширяющееся солнце превратит внутренние планеты в пепел. Это почти наверняка приведет к концу жизни на нашей планете.
|
|
|
|
Климат на Марсе может стать более умеренным и благоприятным для жизни. Кроме того, это вполне может стать благом для газового гиганта Юпитера и его спутников. Это потому, что обитаемая зона Солнечной системы переместится с того места, где она находится сейчас, в область, охватывающую систему Юпитера, и вызовет изменения во всех этих мирах.
|
|
|
|
Возьмем, к примеру, Европу. Сегодня это ледяной мир, и таким он останется еще долгое время. Однако, по оценкам исследователей, когда солнце вступит в фазу превращения в красного гиганта, что произойдет, когда солнцу будет около 10-12 миллиардов лет (примерно через 5-7 миллиардов лет с сегодняшнего дня), на Европе может развиться и поддерживаться разреженная атмосфера из водяного пара.
|
|
|
|
Может ли на ней существовать жизнь, остается открытым вопросом. Тот факт, что Европа может пострадать от "тепла" обитаемой зоны, означает, что в Солнечной системе будет больше возможных мест, где жизнь могла бы развиться (хотя бы на короткое время).
|
|
|
|
|
|
|
В более широком контексте изучение влияния фазы красного гиганта Солнца на такие миры, как Европа, дает астрономам и планетологам возможность взглянуть на то, что происходит с обитаемыми зонами, а также с планетами и лунами, которые переживают гибель своих звезд.
|
|
|
|
Интересно, что более 90% всех наблюдаемых экзопланет вращаются вокруг звезд, которые в конечном итоге станут белыми карликами, как и солнце. Важно понимать, как эти миры будут развиваться во время фаз красного гиганта и белого карлика. Это также проливает свет на эволюцию нашей собственной солнечной системы.
|
|
Что происходит, когда звезда умирает
|
|
|
|
В целом, история эволюции звезд, подобных солнцу, усложняется с возрастом. В настоящее время она находится на главной последовательности, то есть на стадии сжигания водорода. Это будет продолжаться еще около пяти миллиардов лет.
|
|
|
|
В конце концов, водородное топливо в ядре иссякнет, и солнце начнет синтезировать более тяжелые элементы (гелий и т.д.). Это, в свою очередь, вызовет расширение внешней оболочки (атмосферы), и солнце превратится в красного гиганта. Как только солнце вступит в фазу "раздувания", оно поглотит ближайшие миры.
|
|
|
|
Меркурий и Венера определенно исчезнут в солнечном пламени, но до сих пор неясно, что именно произойдет с Землей. Однако наша родная планета вряд ли останется комфортным и пригодным для жизни миром. Планеты и спутники, расположенные дальше (Марс и другие), не будут затронуты таким же образом, и сценарий для каждого из этих миров будет разным.
|
|
|
|
В конечном итоге остатки атмосферной оболочки Солнца улетучатся в космос. Солнечное ядро сожмется и превратится в белого карлика.
|
|
|
|
Более крупные и массивные звезды чаще гибнут в результате катастроф (например, в виде сверхновых), а их останки превращаются в нейтронные звезды или черные дыры. Все планеты, которые у них есть, вероятно, уничтожаются при первоначальном взрыве вместе с обитаемыми зонами вокруг звезд.
|
|
|
|
Имеет смысл изучить, как эволюционируют планетные системы вместе с их звездами, особенно солнцеподобными, которые проходят фазу красного гиганта и в конечном итоге превращаются в белых карликов.
|
|
|
|
Видеть, как это делает наша система, крайне важно, особенно когда астрономы пытаются понять судьбу экзопланет, вращающихся вокруг звезд подобного типа. В частности, планетные системы белых карликов представляют собой интересную популяцию потенциально пригодных для жизни планет (и спутников), которые могут быть изучены нашими нынешними (и будущими) космическими обсерваториями.
|
|
|
|
Оказывается, вокруг некоторых белых карликов вращается вещество, богатое водой. К счастью, им требуется много времени, чтобы исчезнуть, и их будущее стабильно, примерно столько, сколько существует Вселенная. Это означает, что их оставшиеся экзопланеты (если они существуют) являются хорошими объектами для наблюдений.
|
|
|
|
Что происходит с Юпитером и Европой?
|
|
|
|
Астрономы хотят изучить множество факторов, влияющих на способность планеты пережить фазу красного гиганта своей звезды. К ним относятся изменчивость родительской звезды, такой как Солнце, по мере ее эволюции, изменения в планетных телах и их орбитах, а также влияние меняющегося звездного ветра на планеты и их спутники. Это довольно сложный набор факторов.
|
|
|
|
В недавней статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, моделируются и рассматриваются два сценария: первый - это когда система входит в обитаемую зону ветви Красного гиганта, когда солнцу около 12 миллиардов лет (примерно через 7 миллиардов лет после сегодняшнего дня) на расстоянии 2 астрономических единиц (AU) от расширяющегося Солнца (в настоящее время он находится на расстоянии 5,2 а.е. от нерасширенного Солнца).
|
|
|
|
Вторая - примерно через 12,5 миллиардов лет, а Юпитер находится всего в 0,8 а.е. от расширяющегося Солнца. Модели показывают, что происходит как с Юпитером, так и с Европой по мере продолжения эволюционного процесса.
|
|
|
|
Как мы все знаем, Европа - это ледяной мир с подземным жидким океаном. Поскольку по мере эволюции Солнца она, вероятно, будет оставаться привязанной к Юпитеру, это гравитационное взаимодействие также повлияет на этот крошечный спутник.
|
|
|
|
Помимо прочего, когда система Юпитера начнет испытывать на себе расширение солнечной атмосферы, верхние слои облаков Юпитера, скорее всего, превратятся в яркие водяные облака.
|
|
|
|
Это изменение альбедо также повлияет на Европу. Также возможно, что Юпитер "раздуется", что может представлять угрозу для его внутренних спутников. Однако сильная гравитация может помешать этому, и спутники все еще могут находиться на безопасных орбитах.
|
|
|
|
Под воздействием более яркого Юпитера, расширяющейся солнечной атмосферы и возникающих в результате этого звездных ветров поверхностные льды Европы будут сублимироваться. Это похоже на то, как с шипением испаряется углекислый газ (сухой лед) на солнечном свету.
|
|
|
|
Большая часть сублимированного ледяного пара будет рассеяна в космосе, но часть его останется связанной с Европой на пару сотен тысяч лет, прежде чем исчезнет полностью. Независимо от того, есть ли там сейчас жизнь или нет, вполне возможно, что за это время Европа могла бы стать пригодной для жизни.
|
|
|
|
Один большой вопрос заключается в том, хватит ли этого времени для возникновения и процветания жизни.
|
|
Последствия для экзопланет и экзолун
|
|
|
|
Если такова судьба Европы, то вполне вероятно, что другие экзопланеты или экзолуны, вращающиеся вокруг солнцеподобных звезд, могут пройти тот же эволюционный путь, когда их звезды умрут. Расширяющееся исследование тех миров, которые уже подвержены влиянию своих звезд-красных гигантов или белых карликов, может показать, как это повлияет на нашу собственную солнечную систему, когда солнцу исполнится 10-12 миллиардов лет (примерно через 5-7 миллиардов лет).
|
|
|
|
Доступные в настоящее время обсерватории, в дополнение к предстоящим миссиям (таким как Римский телескоп), могут открыть новые возможности для изучения этих экзомиров. Эти наблюдения также могут помочь понять, может ли жизнь в этих мирах сохраняться, даже когда родительские звезды стареют и умирают.
|
|
|
|
Источник
|
