Jak uchronić ziemię przed spaleniem przez intensywne słońce?

Założę się, że jako gatunek jesteśmy zakochani w naszej rodzimej planecie (pomimo nadmiernej emisji gazów cieplarnianych). Ale brzydka prawda jest taka, że ​​Ziemia jest skazana na zagładę. Pewnego dnia Słońce wejdzie w fazę, która uniemożliwi życie na Ziemi i ostatecznie zamieni planetę w smutny, samotny kawałek żelaza i niklu.

Dobra wiadomość jest taka, że ​​jeśli się nad tym zastanowimy – i nie martw się, będziemy mieli setki milionów lat na planowanie – możemy sprawić, że nasz świat stanie się gościnnym domem jeszcze długo po tym, jak nasze Słońce oszaleje.

Koszmar na jawie

Z biegiem czasu Słońce powoli, ale nieuchronnie staje się jaśniejsze, gorętsze i większe. Miliardy lat temu, kiedy zlepki cząsteczek zaczęły tańczyć razem i nazywać siebie życiem, Słońce było o około 20% ciemniejsze niż obecnie. Nawet dinozaury znały słabszą, mniejszą gwiazdę. Choć Słońce znajduje się dopiero w połowie głównej fazy swojego życia polegającej na spalaniu wodoru, a do jego śmierci miną 4 miliardy lat, to właśnie dziwna kombinacja temperatury i jasności umożliwia życie na tym maleńkim ziemskim świecie. Nasza planeta ulegnie erozji już za kilkaset milionów lat. Mrugnięcie okiem, mówiąc astronomicznie.

Słońce sieje nasiona własnego upadku poprzez podstawową fizykę swojego istnienia. W tej chwili nasza gwiazda co sekundę przeżuwa prawie 600 milionów ton wodoru, rozbijając te atomy w nuklearnym piekle, które osiąga temperaturę ponad 7 milionów stopni Fahrenheita. Z tych 600 milionów ton metrycznych 4 miliony są przekształcane w energię wystarczającą do oświetlenia całego Układu Słonecznego.

Jednakże ta reakcja syntezy nie jest całkowicie czysta. Pozostałym produktem ubocznym jest popiół z pożarów nuklearnych: hel. Ten hel nie ma dokąd uciec, ponieważ głębokie cykle konwekcyjne, które nieustannie przemieszczają materię wewnątrz Słońca, nigdy nie docierają do jądra Słońca, gdzie powstaje hel. Zatem hel po prostu tam pozostaje, obojętny, pozbawiony życia i bezużyteczny, zatykając maszynę.

W obecnym wieku Słońce nie ma w swoim jądrze wystarczająco wysokich temperatur i ciśnień, aby stopić hel. Zatem hel przeszkadza, zwiększając całkowitą masę jądra, nie dając mu niczego innego, z czym mógłby się stopić. Na szczęście Słońce jest w stanie łatwo to zrekompensować, a kompensacja ta odbywa się poprzez część fizyki znaną jako równowaga hydrostatyczna.

Słońce istnieje w ciągłej równowadze, żyjąc na krawędzi nuklearnego noża. Z jednej strony są to energie uwalniane w procesie syntezy jądrowej, które, jeśli nie zostaną kontrolowane, mogą grozić wysadzeniem Słońca w powietrze lub przynajmniej jego powiększeniem. Przeciwdziała temu ogromna grawitacja samej gwiazdy, napierająca do wewnątrz z całą siłą, jaką jest w stanie wytworzyć 1027 ton wodoru i helu. Jeśli ta siła nie będzie kontrolowana, grawitacja Słońca zmiażdży naszą gwiazdę i zamieni ją w czarną dziurę nie większą niż średniej wielkości miasto.

Co więc się stanie, gdy niepowstrzymana siła stanie w obliczu nieodpartego nacisku? Niezła równowaga, a gwiazda może żyć miliardy lat. Jeśli z jakiegoś powodu temperatura nuklearnych ogni piekielnych losowo wzrośnie, podgrzeje resztę gwiazdy i nadmucha jej zewnętrzne warstwy, zmniejszając ciśnienie grawitacyjne i spowalniając reakcje jądrowe. Gdyby Słońce przypadkowo się skurczyło, więcej materii wepchnęłoby się do jądra, gdzie wzięłoby udział w odurzającym tańcu nuklearnym, a powstałe w ten sposób uwolnienie energii przyczyniłoby się do ponownego nadmuchania gwiazdy do normalnych proporcji.

Jednak obecność popiołu helowego, czyli odpadów nuklearnych, zaburza tę równowagę, wypierając wodór, który w przeciwnym razie uległby stopieniu. Słońce może jedynie przyciągać do środka, grawitacja jest nieubłagana i obojętna. Kiedy tak się dzieje, reakcje jądrowe w jądrze stają się bardziej gwałtowne, podnosząc jego temperaturę, co z kolei powoduje pęcznienie i rozjaśnianie powierzchni Słońca.

Powoli, powoli, powoli, w miarę jak hel gromadzi się w jądrze Słońca (lub jakiejkolwiek innej gwieździe o podobnej masie), w odpowiedzi rozszerza się i jaśnieje. Trudno dokładnie przewidzieć, kiedy to pojaśnienie oznacza katastrofę dla naszej planety, a to zależy od złożonej interakcji pomiędzy promieniowaniem, atmosferą i oceanami. Jednak ogólnie szacuje się, że pozostało nam około 500 milionów lat, zanim życie stanie się niemożliwe.