Jorden kunne ikke vær svelget av solen i ca 5 milliarder år, når stjernen vår vil gå inn i en ny livsfase og utvide seg for å nå stjernene ytre lag deJordbane. Resultatene av ny forskning publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Astronomi og astrofysikk de legger under diskusjon det som har blitt demonstrert av flertallet av studier publisert de siste tjue årene, som tyder på at den fremtidige historien til planeten vår kan være mer kompleks enn tidligere antatt.
Forfatterne av forskningen har faktisk revurdert denne konklusjonen ved å bruke i sitt arbeid mer oppdaterte numeriske modeller, som mer nøyaktig beskriver dynamikken i gravitasjonsinteraksjonene mellom Jorden og Solen, og mer spesielt når sistnevnte vil ha utviklet seg til en rød kjempe (for øyeblikket er stjernen vår en hvit dverg). Det kritiske poenget med hele saken gjelder tidevannsinteraksjonene som de to kroppene gjensidig utøver på hverandre. Selv om de for øyeblikket er ubetydelige, vil de gjøre det når solen utvider seg til å bli en rød gigant tidevannseffekter faktisk vil de ha en tendens til det stjele energi til jordens bane, bremser planeten vår og sakte skyver den mot stjernen.
Utvidelsen av solen til jordens bane
Solen har for tiden en radius på 700 tusen km, omtrent litt mindre enn det dobbelte avstanden til jorden fra månen som er 384 tusen km. Stjernen vil ta omtrent 5 milliarder år å gå tom for hydrogen i kjernen og begynne å bli en rød gigant. Utvidelsesfasen vil imidlertid ikke være plutselig som i en eksplosjon, men den vil være det langsom vekst som vil vare hundrevis av millioner år.
Starter den nye forbrenningsfasen, vil solen utvide seg for balansere det enorme varmeøkning generert i de indre skallene i kjernen. I dette øyeblikket vil faktisk den totale lysstyrken til solen være omtrentlig 100 ganger større enn den nåværendemen denne energien vil bli fordelt over et større overflateareal. Astrofysikere har beregnet at i denne fasen vil solen utvide seg til den når omtrent jordens bane, kl. 1,5 millioner km fra gravitasjonssenteret til stjernen.
Men dette vil ikke være den maksimale størrelsen på solen. Etter omtrent en milliard år vil stjernen vår gå inn i en ny fase kalt AGB (Asymptotisk kjempegren), dvs. blir en asymptotisk kjempestjerne, hvor den vil utvide igjen til gå utover jordens banei en maksimal mulig avstand på omtrent 1,5 AU (den metriske definisjonen av en astronomisk enhet, forkortet til AU, som tilsvarer den nåværende jord-sol-avstanden).
Nøkkeldetaljene i denne lange og turbulente prosessen er det Solen vil miste betydelige mengder masse. Når solen går inn i den røde kjempefasen vil den begynne å avgi en stjernevind som er mye mer intens enn den nåværende, med tap av masse som vil være relativt sakte selv om den er kontinuerlig og irreversibel. Det er her kunne-faktoren spiller inn redde jorden.
Vil solen være i stand til å svelge planeten Jorden?
Solen, som ekspanderer enormt for å gå inn i den røde kjempefasen, vil gjennomgå en veldig høy nedbremsing av rotasjonen av dets ytterste lag (på grunn av loven om bevaring av vinkelmomentum). De ytre skallene av materie vil ha en lengre og lengre rotasjonsperiode, inntil tidevannsbulen som produseres av Jorden på Solen, henger etter jordens revolusjon rundt stjernen. Denne ryggbulen vil trene en kontinuerlig gravitasjonsattraksjon på jorden i motsatt retning av dens banebevegelse.
Med andre ord, planeten vår vil bokstavelig talt lide en langsom bremsingtaper orbital energi og begynner å spiral mot solen. I følge forfatterne av forskningen, men takket være økningen i massetapet til solen i dens røde kjempefase, Terra vil overleve.
Dette er fordi, ved å miste masse, gravitasjonsattraksjon som solen vil utøve på jorden vil avta progressivt. Planeten vår vil derfor bevege seg litt – men kontinuerlig – mot en mer ekstern bane, med avstand fra solsenteret som vil øke etter hvert som årene går. Videre, når man beveger seg bort fra solen, vil tidevannseffektene som Jorden lider, være mindre. Resultatene av den nye numeriske modellen som er brukt i studien indikerer at tidevannskrefter derfor vil være mindre effektive til å trekke jorden mot solen enn klassiske modeller antydet. Forfatterne påpeker imidlertid det problemet er ennå ikke løst.
Faktisk gjenstår en annen stor ukjent: hvor mye materiale vil lekke egentlig Sol i den røde kjempefasen. Det er nettopp denne mengden utkastet masse som kan utgjøre forskjellen mellom vår planets overlevelse og dens mulige og definitive svelging.
Den samme mekanismen vil også forekomme for den påfølgende fasen av solens liv som en asymptotisk kjempe. I løpet av dette stadiet vil solen miste masse mye raskere enn i den røde kjempefasen, noe som igjen lar jorden rømme til en mer fjern bane. Kort sagt, avhengig av hvor mye masse som vil bli kastet ut fra stjernen i livets mellomfase (dette er den til og med mest usikre variabelen i modellene) kunne Jordens endelige skjebne skrives på en helt annen måte.
Jorden kan overleve solen, men jordens biosfære og hav kan ikke
Selv om jorden kanskje ikke fysisk blir svelget, det ville imidlertid være en planet som har vært effektivt steril i milliarder av år. Den terrestriske biosfæren er faktisk bestemt til å være fullstendig sjokkert lenge før jorden risikerer å bli slukt av solen. Selv om solen i dag virker stabil (i hvert fall fra et terrestrisk klimatologi) blir hydrogen i sin kjerne kontinuerlig omdannet til helium. Dette gjør kjernen stadig tettere og varmere, og øker gradvis hastigheten på kjernefysiske reaksjoner.
Det som skjer er derfor en langsom, men kontinuerlig økning i solens lysstyrke. Om omtrent en milliard år vil solen bli omtrent 10 % lysere enn i dag. Det kan virke som en liten ting, men det er en enorm endring for jordens klima. Med mer solinnstråling vil også fordampningen av havene øke, og mer vanndamp i atmosfæren betyr også en mer intens drivhuseffekt (damp er en kraftig drivhusgass) som vil øke temperaturen og fordampningseffekten enda mer.
Trykket i vanndampen vil øke mer og mer (litt som det som skjer når du koker vann i en kjele med lokk) og får den til å utvide seg og nå den øvre atmosfæren, hvor solens ultrafiolette stråling vil bryte H₂O-molekylene til fritt hydrogen og oksygen. Hydrogen, som er veldig lett, vil sakte spres ut i verdensrommet. Kort sagt, over hundrevis av millioner år vil havene til slutt tørke nesten helt opp.
Med økningen i temperatur og (i hvert fall initialt) nedbør, vil erosjonen av bergartene også øke, noe som vil øke prosessen med CO₂-binding forårsaket av utvasking. Dette betyr at man mangler atmosfærisk karbon, planter vil ikke lenger kunne fotosyntetisere. Uten vegetasjon vil økosystemene kollapse og alle komplekse organismer vil dø ut. Ifølge noen estimater vil de siste levende organismene som kan forbli i jordens fjerne fremtid være termofile bakterier og mikroorganismene som lever under jorden.
