Jak to wszystko się zaczęło?
Słońce jest gwiazdą w centrum Układu Słonecznego – czyli kulą gorącej plazmy
Ale eksperci twierdzą, że za około pięć miliardów lat gwiazda wyczerpie się i radykalnie zmieni Układ Słoneczny.
Naukowcy uważają, że gdy Słońce zacznie gwałtownie wschodzić, jego zewnętrzne warstwy będą się rozszerzać, aż gwiazda pochłonie planety, w tym Ziemię.
Ale główny badacz Newhoryzonty, dr Alan Stern odkrył, że choć może zabić każde życie na Ziemi, może również tworzyć światy nadające się do zamieszkania w najzimniejszych zakątkach kosmosu.
Jak umrą Słońce i Ziemia?
Teraz Słońce jest bardzo stabilną gwiazdąwodór, który ulega syntezie jądrowej, zamieniając się w hel i energię. Energia wyciekająca z jądra do górnych warstw gwiazdy utrzymuje stabilny stan Słońca przez ponad cztery miliardy lat.
Ale z biegiem czasu hel gromadzi się w rdzeniu.Jego reakcje wymagają większego ciśnienia i wyższej temperatury, więc hel jest teraz obojętny. Po prostu siedzi w rdzeniu, powoli się nagrzewając. Za około 6 miliardów lat w jądrze Słońca zabraknie wodoru, skurczy się i nagrzeje do ekstremalnych temperatur. W końcu, po kilkuset milionach lat, warunki w jądrze Słońca staną się tak straszne, że hel zacznie się topić w węgiel i tlen. Będą się gromadzić w rdzeniu, wytwarzając ogromne ilości energii.
Wszystko to dzieje się głęboko w jądrze Słońca.Warstwy zewnętrzne reagują na to powoli, ale reagują. Kiedy rozpoczyna się fuzja powłoki wodorowej, zewnętrzne warstwy puchną, zamieniając Słońce w czerwonego olbrzyma.
Obecny rozmiar Słońca (1,4 miliona km)w porównaniu do chwili, gdy około 7 miliardów lat później stał się czerwonym olbrzymem. 1 a.u. — taka jest obecnie odległość Ziemi od Słońca, wynosząca 150 milionów km. Źródło: Una Räisänen.
Kiedy Słońce staje się czerwonym olbrzymem, staje sięwystarczająco duży, aby wchłonąć Merkurego i Wenus. Będą dosłownie istnieć wewnątrz Słońca przez jakiś czas. Ostatecznie planety te całkowicie wyparują.
Los Ziemi nie jest taki jasny.Wiatr cząstek subatomowych, podobnie jak wiatr słoneczny, stanie się znacznie gęstszy. Słońce straci wystarczającą masę, aby osłabić jego grawitację, co oznacza, że orbity planet się rozszerzą. Problem polega na tym, że Ziemia znajduje się prawie na granicy oddzielającej jej pochłanianie przez Słońce czerwonego olbrzyma i wystarczająco daleko, aby uniknąć tego losu. Zależy to od szczegółowej fizyki, na przykład od utraty masy przez Słońce. W każdym razie warunki na planecie staną się nie do zniesienia.
Gdzie uciec do ziemian?
Na początku 2020 r. Dr Alan Stern, naukowiecz NASA, najlepiej znanej jako główny badacz misji New Horizons, mającej na celu zbadanie Plutona i Pasa Kuipera, szczegółowo opisała losy Ziemi po tym, jak Słońce stało się czerwonym olbrzymem.
„Pod koniec życia Słońca …” w fazie czerwonego olbrzyma obszar Pasa Kuipera stanie się metaforyczną Miami Beach”.
Doktor Stern uważa, że pozostali ludziemógłby znaleźć schronienie na Plutonie i innych odległych planetach karłowatych w Pasie Kuipera, regionie za Neptunem, wypełnionym lodowatymi skałami kosmicznymi. W miarę rozszerzania się Słońca warunki na tych światach ulegną radykalnej zmianie i staną się bardziej odpowiednie.
Obecnie planety karłowate, takie jak Plutonzawierają dużo lodu wodnego i złożonych materiałów organicznych, a niektóre z nich mają pod powierzchnią oceany. Ale temperatura powierzchni tych ciał pozaziemskich wynosi setki stopni poniżej zera.
Jednak gdy Słońce stanie się czerwonym olbrzymem, temperatura powierzchni Plutona będzie mniej więcej taka sama jak średnia temperatura na powierzchni Ziemi.
Kolejne badanie opublikowane w czasopiśmieAstrobiology w 2003 roku Stern ocenił perspektywy życia w zewnętrznym Układzie Słonecznym po wejściu gwiazdy w końcowy etap życia. A trzy lata później stanął na czele dowództwa międzyplanetarnej misji kosmicznej. Sonda wysłana do Plutona w ramach programu New Frontiers („New Horizons”) ma na celu pogłębienie naszej wiedzy o Układzie Słonecznym.
Co jest na krawędzi Układu Słonecznego?
Za gazowym olbrzymem Neptunem znajduje się obszarprzestrzeń wypełniona lodowymi ciałami. Ta zimna przestrzeń, znana jako Pas Kuipera, zawiera biliony obiektów – pozostałości wczesnego Układu Słonecznego.
Pas Kuipera jest pokazany poza orbitą Neptuna. Jednym z jego mieszkańców jest Eris, która znajduje się na mocno nachylonej eliptycznej orbicie. (Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA)
W 1943 roku zasugerował astronom Kenneth Edgeworthże komety i większe ciała mogą istnieć poza Neptunem. A w 1951 roku astronom Gerard Kuiper przewidział istnienie pasa lodowych obiektów na dalekiej krawędzi Układu Słonecznego. Dziś pierścienie przewidziane przez tę parę znane są jako pas Kuipera lub pas Edgewortha-Kuipera.
Pomimo swoich ogromnych rozmiarów, pas Kuiperazostał odkryty dopiero w 1992 roku przez astronomów Dave'a Jewitta i Jane Luu. Według NASA, para naukowców „nieustannie skanuje niebo w poszukiwaniu słabych obiektów poza orbitą Neptuna” od 1987 roku, który został skatalogowany jako „1992 QB1”
Od tego czasu astronomowie odkryli kilkaintrygujące obiekty z pasa Kuipera i potencjalne planety w regionie. Misja NASA New Horizons kontynuuje odkrywanie wcześniej ukrytych planet i obiektów, pomagając naukowcom dowiedzieć się więcej o tym wyjątkowym relikcie Układu Słonecznego.
Co to jest Pas Kuipera?
Podobnie jak pas asteroid, jest nim pas Kuiperaregion pozostałość po wczesnej historii Układu Słonecznego. Podobnie jak pas asteroid, został on również utworzony przez gigantyczną planetę, chociaż jest bardziej grubym dyskiem (jak pączek) niż cienkim pasem.
Malarstwo artysty przedstawia odległew oddali planeta karłowata Eris i jej księżyc Dismonia na pierwszym planie. Obaj nazywają Pas Kuipera „domem”. Nowe obserwacje pokazują, że Eris jest mniejsza niż wcześniej sądzono i prawie tej samej wielkości co Pluton.
(Zdjęcie: © ESO / L. Calçada)
Kiedy powstał układ słoneczny, dużyczęść gazu, pyłu i skał połączyła się, tworząc słońce i planety. Następnie planety przeniosły większość pozostałych szczątków do Słońca lub poza Układ Słoneczny. Ale obiekty na obrzeżach Układu Słonecznego były wystarczająco daleko, aby uniknąć przyciągania grawitacyjnego znacznie większych planet, takich jak Jowisz, więc udało im się pozostać na miejscu, gdy powoli okrążały Słońce. Pas Kuipera i jego rodak, bardziej odległa i kulista Chmura Oorta, zawierają pozostałości po początkach tworzenia Układu Słonecznego, mogą dostarczyć cennych informacji o jego narodzinach.
Według modelu nicejskiego, jeden z proponowanychmodele powstawania Układu Słonecznego — Pas Kuipera mógł powstać bliżej Słońca, w pobliżu miejsca, w którym obecnie krąży Neptun. W tym modelu planety wykonały złożony taniec, podczas którego Neptun i Uran zamieniły się miejscami i oddaliły się od Słońca. Gdy planety oddalały się od Słońca, ich grawitacja mogła unieść ze sobą wiele obiektów z Pasa Kuipera, niosąc przed sobą maleńkie obiekty w miarę migracji lodowych gigantów. W rezultacie wiele obiektów z Pasa Kuipera zostało przeniesionych z regionu, w którym powstały, do chłodniejszej części Układu Słonecznego.
Najbardziej zaludniona część pasa Kuiperajest 42-48 razy większa niż Ziemia od Słońca. Orbita obiektów w tym obszarze pozostaje w dużej mierze stabilna, chociaż czasami kurs niektórych obiektów nieznacznie się zmienia, gdy dryfują zbyt blisko Neptuna.
Naukowcy obliczyli, że tysiące ciał o średnicy większej niżW tym pasie okrąża Słońce 100 km (62 mil) wraz z bilionami mniejszych obiektów, z których wiele to komety krótkookresowe. W regionie znajduje się także kilka planet karłowatych – okrągłe światy, zbyt duże, aby można je było uznać za asteroidy, ale zbyt małe, aby można je było uznać za planety.
Obiekty Pasa Kuipera
Pluton— największy znany lódplanety karłowate. Pluton był pierwszym prawdziwym zaobserwowanym obiektem z Pasa Kuipera (KBO), choć naukowcy w tamtym czasie nie rozpoznali go jako takiego, dopóki nie odkryto innych obiektów KBO. Kiedy Jewitt i Luu odkryli Pas Kuipera, astronomowie wkrótce zauważyli, że obszar za Neptunem jest pełen lodowych skał i maleńkich światów.
Sedna- najbardziej masywny i drugi co do wielkości znanyplaneta karłowata w naszym Układzie Słonecznym, KBO, o wielkości około trzech czwartych Plutona, została odkryta w 2004 roku. Jest tak daleko od Słońca, że jeden obrót zajmuje około 10 500 lat. Sedna ma szerokość około 1770 km i okrąża Słońce po ekscentrycznej orbicie o długości od 12,9 do 135 miliardów km.
W lipcu 2005 roku astronomowie odkryliEridu, KBO nieco mniejszy od Plutona.Eris okrąża Słońce mniej więcej raz na 580 lat, podróżując prawie 100 razy dalej od Słońca niż Ziemia. Jego odkrycie pokazało niektórym astronomom problem z klasyfikacją Plutona jako pełnowymiarowej planety. Według definicji Międzynarodowej Unii Astronomicznej (IAU) z 2006 roku planeta musi być wystarczająco duża, aby oczyścić swoje otoczenie ze śmieci. Pluton i Eris otoczone pasem Kuipera najwyraźniej nie mogły tego zrobić. W rezultacie w 2006 roku Pluton, Eris i największa asteroida Ceres zostały przeklasyfikowane przez IAU na planety karłowate. Dwie kolejne planety karłowateHaumeaiMakemake, zostały odkryte w pasie Kuipera w 2008 roku.
Haumea (780 km) to najszybciej obracająca się planeta karłowata otoczona pierścieniem. Makemake (715 km) to prawdopodobnie planeta karłowata z własnym satelitą.
Astronomowie na nowo definiują status Haumei jakoPlaneta krasnoludków. W 2017 roku, kiedy obiekt przeszedł między Ziemią a jasną gwiazdą, naukowcy zdali sobie sprawę, że jest bardziej wydłużony niż okrągły. Zgodnie z definicją IAS obwód jest jednym z kryteriów dla planety karłowatej. Wydłużony kształt Haumea mógł być wynikiem jej szybkiego obrotu; doba w placówce trwa tylko około czterech godzin.
Pas Kuipera jest prawdziwą granicą w przestrzeni kosmicznej – to miejsce, które naukowcy dopiero zaczynają badać. Być może za miliardy lat stanie się nowym domem dla Ziemian.
Czytaj więcej
Ministerstwo Zdrowia Argentyny ujawniło dane dotyczące skutków ubocznych osób, które otrzymały „Sputnik V”
Dziobak okazał się genetyczną mieszanką ssaków, ptaków i gadów
Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić
Model Nice to scenariusz dynamicznego rozwoju układu słonecznego. Jego rozwój rozpoczął się w Obserwatorium na Lazurowym Wybrzeżu w Nicei we Francji.