Wie hat alles angefangen?
Die Sonne ist der Stern im Zentrum des Sonnensystems – eine Kugel aus heißem Plasma
Experten sagen jedoch, dass dem Stern in etwa fünf Milliarden Jahren die Energie ausgehen und das Sonnensystem radikal verändern wird.
Forscher glauben, dass sich die äußeren Schichten der Sonne ausdehnen, wenn die Sonne stark aufgeht, bis der Stern Planeten einschließlich der Erde verschlingt.
Aber der Chefermittler der NASA NewHorizonte, Ph.D. Alan Stern entdeckte, dass es zwar jedes Leben auf der Erde töten kann, aber auch bewohnbare Welten in den kältesten Ecken des Weltraums schaffen kann.
Wie werden Sonne und Erde sterben?
Jetzt ist die Sonne ein sehr stabiler Stern mitWasserstoff, der eine Kernfusion eingeht und sich in Helium und Energie verwandelt. Die Energie, die vom Kern in die oberen Schichten des Sterns gelangt, hält den stabilen Zustand der Sonne über vier Milliarden Jahre lang aufrecht.
Aber im Laufe der Zeit reichert sich Helium im Kern an.Seine Reaktionen erfordern mehr Druck und eine höhere Temperatur, so dass Helium jetzt inert ist. Es sitzt einfach im Kern und erwärmt sich langsam. In ungefähr 6 Milliarden Jahren wird der Sonne der Wasserstoff in ihrem Kern ausgehen, sie wird schrumpfen und sich auf extreme Temperaturen erwärmen. Nach einigen hundert Millionen Jahren werden die Bedingungen im Kern der Sonne schließlich so schlimm, dass Helium zu Kohlenstoff und Sauerstoff verschmilzt. Sie werden sich im Kern ansammeln und enorme Mengen an Energie erzeugen.
All dies geschieht tief im Kern der Sonne.Die äußeren Schichten reagieren darauf langsam, aber sie tun es. Wenn die Fusion der Wasserstoffhülle beginnt, schwellen die äußeren Schichten an und verwandeln die Sonne in einen Roten Riesen.
Die heutige Größe der Sonne (1,4 Millionen km)im Vergleich zu der Zeit, als es sich etwa 7 Milliarden Jahre später zu einem Roten Riesen entwickelte. 1 a.u. — Das ist jetzt die Entfernung von der Erde zur Sonne, 150 Millionen km. Bildnachweis: Una Räisänen.
Wenn die Sonne ein roter Riese wird, wird siegroß genug, um Merkur und Venus aufzunehmen. Sie werden buchstäblich für einige Zeit in der Sonne existieren. Letztendlich werden diese Planeten vollständig verdunsten.
Das Schicksal der Erde ist nicht so klar.Der subatomare Teilchenwind wird, wie der Sonnenwind jetzt, viel dichter. Die Sonne wird genug Masse verlieren, um ihre Schwerkraft zu schwächen, was bedeutet, dass sich die Umlaufbahnen der Planeten ausdehnen. Das Problem ist, dass die Erde so ziemlich an der Grenze liegt, die ihre Absorption durch den roten Riesen Sun trennt und weit genug entfernt ist, um dieses Schicksal zu vermeiden. Es hängt zum Beispiel von der detaillierten Physik ab, wie viel Masse die Sonne verlieren wird. In jedem Fall werden die Bedingungen auf dem Planeten unerträglich.
Wo entkommen Erdlinge?
Anfang 2020 Alan Stern PhD, WissenschaftlerDie NASA, bekannt als Hauptforscherin der New Horizons-Mission zur Untersuchung von Pluto und dem Kuipergürtel, erläuterte das Schicksal der Erde, nachdem die Sonne zu einem roten Riesen geworden war.
„Am Ende des Lebens der Sonne — In der Phase des Roten Riesen wird das Kuipergürtel-Gebiet zu einem metaphorischen Miami Beach.“
Dr. Stern glaubt, dass alle verbleibenden Menschenkönnten auf Pluto und anderen entfernten Zwergplaneten im Kuipergürtel Zuflucht finden, einer Region jenseits von Neptun voller eisiger Weltraumgesteine. Wenn sich die Sonne ausdehnt, werden sich die Bedingungen auf diesen Welten dramatisch ändern und geeigneter werden.
Heute mögen Zwergplaneten Plutoenthalten viel Wassereis und komplexe organische Materialien, und einige von ihnen haben Ozeane unter der Oberfläche. Die Oberflächentemperatur dieser außerirdischen Körper liegt jedoch Hunderte von Grad unter Null.
Wenn die Sonne jedoch zu einem roten Riesen wird, entspricht die Oberflächentemperatur von Pluto ungefähr der Durchschnittstemperatur auf der Erdoberfläche.
Eine weitere Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlichtIm Jahr 2003 untersuchte Stern in der Astrobiologie die Aussichten für Leben im äußeren Sonnensystem, nachdem ein Stern sein letztes Lebensstadium erreicht hat. Und drei Jahre später leitete er das Kommando einer interplanetaren Weltraummission. Die im Rahmen des New Frontiers-Programms („New Horizons“) zum Pluto geschickte Sonde soll unser Verständnis des Sonnensystems vertiefen.
Was ist am Rande des Sonnensystems?
Jenseits des Gasriesen Neptun liegt ein GebietRaum voller eisiger Körper. Dieser kalte Raum, bekannt als Kuipergürtel, enthält Billionen von Objekten — Überreste des frühen Sonnensystems.
Der Kuipergürtel wird jenseits der Umlaufbahn von Neptun gezeigt. Einer seiner Bewohner ist Eris, der sich in einer stark geneigten elliptischen Umlaufbahn befindet. (Bild mit freundlicher Genehmigung der NASA)
1943 schlug der Astronom Kenneth Edgeworth vordass Kometen und größere Körper außerhalb von Neptun existieren könnten. Und 1951 sagte der Astronom Gerard Kuiper die Existenz eines Gürtels eisiger Objekte am äußersten Rand des Sonnensystems voraus. Heute sind die von diesem Paar vorhergesagten Ringe als Kuipergürtel oder Edgeworth-Kuipergürtel bekannt.
Trotz seiner enormen Größe ist der Kuipergürtelwurde erst 1992 von den Astronomen Dave Jewitt und Jane Luu entdeckt. Laut NASA scannen die beiden Wissenschaftler seit 1987 "beharrlich den Himmel nach schwachen Objekten jenseits der Umlaufbahn von Neptun", die als "1992 QB1" katalogisiert wurden.
Seitdem haben Astronomen mehrere gefundenfaszinierende Objekte des Kuipergürtels und potenzielle Planeten in der Region. Die New Horizons-Mission der NASA deckt weiterhin zuvor verborgene Planeten und Objekte auf und hilft Wissenschaftlern, mehr über dieses einzigartige Relikt des Sonnensystems zu erfahren.
Was ist der Kuipergürtel?
Wie der Asteroidengürtel ist auch der Kuipergürteleine Region, die aus der frühen Geschichte des Sonnensystems übrig geblieben ist. Wie der Asteroidengürtel wurde auch er von einem riesigen Planeten gebildet, obwohl er eher eine dicke Scheibe (wie ein Donut) als ein dünner Gürtel ist.
Das Gemälde des Künstlers zeigt eine ferneder Zwergplanet Eris in der Ferne mit seinem Mond Dismonia im Vordergrund. Beide nennen den Kuipergürtel ihre „Heimat“. Neue Beobachtungen zeigen, dass Eris kleiner ist als bisher angenommen und fast die gleiche Größe wie Pluto.
(Bild: © ESO / L. Calçada)
Als das Sonnensystem gebildet wurde, wurde ein großesEin Teil des Gases, des Staubes und der Steine kamen zusammen, um die Sonne und die Planeten zu bilden. Dann trugen die Planeten den größten Teil der verbleibenden Trümmer zur Sonne oder außerhalb des Sonnensystems. Aber Objekte am Rand des Sonnensystems waren weit genug entfernt, um der Anziehungskraft viel größerer Planeten wie Jupiter zu entkommen, und so gelang es ihnen, an Ort und Stelle zu bleiben, während sie langsam die Sonne umkreisten. Der Kuipergürtel und sein Landsmann, die weiter entfernte und kugelförmige Oort-Wolke, enthalten Überreste, die vom Beginn der Entstehung des Sonnensystems übrig geblieben sind, und können wertvolle Informationen über seine Geburt liefern.
Nach dem Nizza-Modell eines der vorgeschlagenenModelle der Entstehung des Sonnensystems — Der Kuipergürtel könnte sich näher an der Sonne gebildet haben, in der Nähe der Stelle, an der Neptun jetzt umkreist. In diesem Modell führten die Planeten einen komplexen Tanz durch, bei dem Neptun und Uranus ihre Plätze tauschten und sich nach außen, von der Sonne weg, bewegten. Als sich die Planeten von der Sonne entfernten, trug ihre Schwerkraft möglicherweise viele Kuipergürtel-Objekte mit sich und trug winzige Objekte voraus, während die Eisriesen wanderten. Infolgedessen wurden viele Objekte des Kuipergürtels aus der Region, in der sie entstanden sind, in den kühleren Teil des Sonnensystems verlagert.
Der bevölkerungsreichste Teil des Kuipergürtelsist 42-48 mal größer als die Erde von der Sonne. Die Umlaufbahn von Objekten in diesem Bereich bleibt weitgehend stabil, obwohl sich der Verlauf einiger Objekte manchmal geringfügig ändert, wenn sie zu nahe an Neptun driften.
Wissenschaftler haben berechnet, dass Tausende von Körpern mit einem Durchmesser von mehr als100 km (62 Meilen) umkreisen die Sonne innerhalb dieses Gürtels, zusammen mit Billionen kleinerer Objekte, von denen viele kurzperiodische Kometen sind. Die Region enthält auch mehrere Zwergplaneten — runde Welten, zu groß, um als Asteroiden betrachtet zu werden, aber zu klein, um als Planeten betrachtet zu werden.
Kuipergürtelobjekte
Pluto– das größte bekannte EisZwergplaneten. Pluto war das erste echte Kuipergürtelobjekt (KBO), das beobachtet wurde, obwohl die damaligen Wissenschaftler es erst als solches erkannten, als andere KBO-Objekte entdeckt wurden. Als Jewitt und Luu den Kuipergürtel entdeckten, erkannten Astronomen bald, dass die Region jenseits von Neptun voller eisiger Felsen und winziger Welten war.
Sedna- der massivste und zweitgrößte bekannteKBO, ein Zwergplanet in unserem Sonnensystem, etwa drei Viertel so groß wie Pluto, wurde 2004 entdeckt. Er ist so weit von der Sonne entfernt, dass eine vollständige Umdrehung etwa 10.500 Jahre dauert. Sedna ist etwa 1.770 km breit und umkreist die Sonne in einer exzentrischen Umlaufbahn von 12,9 bis 135 Milliarden km.
Im Juli 2005 entdeckten AstronomenEridu, ein KBO, der etwas kleiner als Pluto ist.Eris umkreist die Sonne etwa alle 580 Jahre und entfernt sich dabei fast 100 Mal weiter von der Sonne als von der Erde. Seine Entdeckung zeigte einigen Astronomen das Problem auf, Pluto als ausgewachsenen Planeten zu klassifizieren. Nach der Definition der Internationalen Astronomischen Union (IAU) aus dem Jahr 2006 muss ein Planet groß genug sein, um seine Umgebung von Trümmern zu befreien. Pluto und Eris, umgeben vom Kuipergürtel, konnten dies offensichtlich nicht tun. Infolgedessen wurden Pluto, Eris und der größte Asteroid Ceres im Jahr 2006 von der IAU als Zwergplaneten eingestuft. Zwei weitere ZwergplanetenHaumeaUndMakemakewurden 2008 im Kuipergürtel entdeckt.
Haumea (780 km) ist der am schnellsten rotierende Zwergplanet mit einem Ring um ihn herum. Makemake (715 km) ist wahrscheinlich ein Zwergplanet mit einem eigenen Satelliten.
Astronomen definieren jetzt Haumeas Status als neuZwergplanet. Als das Objekt 2017 zwischen der Erde und einem hellen Stern passierte, stellten Wissenschaftler fest, dass es eher länglich als rund war. Nach der IAS-Definition ist der Umfang eines der Kriterien für einen Zwergplaneten. Die längliche Form von Haumea könnte das Ergebnis seiner schnellen Rotation gewesen sein; Ein Tag in der Einrichtung dauert nur etwa vier Stunden.
Der Kuipergürtel ist wirklich eine Grenze im Weltraum — Es ist ein Ort, den Wissenschaftler gerade erst zu erforschen beginnen. Vielleicht wird es in Milliarden von Jahren ein neues Zuhause für Erdbewohner.
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