ทุกอย่างเริ่มต้นอย่างไร
ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใจกลางระบบสุริยะ ซึ่งเป็นทรงกลมของพลาสมาร้อน
แต่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าในอีกประมาณห้าพันล้านปีดาวดวงนี้จะหมดพลังงานและเปลี่ยนระบบสุริยะอย่างรุนแรง
นักวิจัยเชื่อว่าเมื่อดวงอาทิตย์เริ่มขึ้นอย่างรวดเร็วชั้นนอกของมันจะขยายตัวออกไปจนกว่าดาวฤกษ์จะกลืนกินดาวเคราะห์รวมทั้งโลก
แต่หัวหน้านักวิจัยของนาซ่าคนใหม่สุดขอบฟ้าอลันสเติร์นค้นพบว่าแม้ว่ามันสามารถฆ่าชีวิตใด ๆ บนโลกได้ แต่ก็ยังสามารถสร้างโลกที่อยู่อาศัยได้ในมุมที่หนาวเย็นที่สุดของอวกาศ
ดวงอาทิตย์และโลกจะตายอย่างไร?
ตอนนี้ดวงอาทิตย์เป็นดาวที่มั่นคงมากด้วยไฮโดรเจนซึ่งผ่านการหลอมรวมนิวเคลียร์เปลี่ยนเป็นฮีเลียมและพลังงาน พลังงานที่รั่วไหลจากแกนกลางไปยังชั้นบนของดาวจะรักษาสถานะของดวงอาทิตย์ให้คงที่มานานกว่าสี่พันล้านปี
แต่เมื่อเวลาผ่านไปฮีเลียมจะสะสมอยู่ในแกนกลางปฏิกิริยาของมันต้องการความดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้นดังนั้นตอนนี้ฮีเลียมจึงเฉื่อย มันนั่งอยู่ในแกนกลางค่อยๆร้อนขึ้น ในอีกประมาณ 6 พันล้านปีดวงอาทิตย์จะใช้ไฮโดรเจนในแกนกลางหมดมันจะหดตัวและร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก ในที่สุดหลังจากผ่านไปไม่กี่ร้อยล้านปีสภาพในแกนกลางของดวงอาทิตย์จะเลวร้ายมากจนฮีเลียมจะเริ่มละลายเป็นคาร์บอนและออกซิเจน พวกมันจะสะสมอยู่ในแกนกลางสร้างพลังงานจำนวนมหาศาล
ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นลึกลงไปในแกนกลางของดวงอาทิตย์ชั้นนอกจะตอบสนองต่อสิ่งนี้อย่างช้าๆ แต่ก็เป็นเช่นนั้น เมื่อเปลือกไฮโดรเจนเริ่มต้นฟิวชั่น ชั้นนอกจะพองตัว ทำให้ดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวยักษ์แดง
ขนาดของดวงอาทิตย์ในขณะนี้ (1.4 ล้านกิโลเมตร)เทียบกับตอนที่มันกลายเป็นดาวยักษ์แดงในอีกประมาณ 7 พันล้านปีต่อมา 1 ส.ค. — นี่คือระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ในขณะนี้ 150 ล้านกิโลเมตร เครดิต: Una Räisänen
เมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวยักษ์แดงมันจะกลายเป็นมีขนาดใหญ่พอที่จะดูดซับดาวพุธและดาวศุกร์ พวกมันจะมีอยู่จริงในดวงอาทิตย์ชั่วระยะเวลาหนึ่ง ในที่สุดดาวเคราะห์เหล่านี้จะระเหยไปจนหมด
ชะตากรรมของโลกยังไม่ชัดเจนนักตอนนี้ลมอนุภาคย่อยเช่นลมสุริยะจะหนาแน่นขึ้นมาก ดวงอาทิตย์จะสูญเสียมวลมากพอที่จะทำให้แรงโน้มถ่วงของมันอ่อนลงซึ่งหมายความว่าวงโคจรของดาวเคราะห์จะขยายตัว ปัญหาคือโลกค่อนข้างมากที่พรมแดนแยกการดูดซับโดยดวงอาทิตย์ยักษ์แดงและอยู่ห่างออกไปมากพอที่จะหลีกเลี่ยงชะตากรรมนี้ ขึ้นอยู่กับรายละเอียดทางฟิสิกส์เช่นดวงอาทิตย์จะสูญเสียมวลเท่าใด ไม่ว่าในกรณีใดสภาพบนโลกจะไม่สามารถทนทานได้
Earthlings หนีไปไหน?
ต้นปี 2020 Alan Stern PhD นักวิทยาศาสตร์จาก NASA ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะผู้ตรวจสอบหลักของภารกิจ New Horizons เพื่อศึกษาดาวพลูโตและแถบไคเปอร์โดยละเอียดเกี่ยวกับชะตากรรมของโลกหลังจากดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวยักษ์แดง
“เมื่อสิ้นอายุขัยของดวงอาทิตย์ — ในช่วงดาวยักษ์แดง พื้นที่แถบไคเปอร์จะกลายเป็นหาดไมอามีในเชิงเปรียบเทียบ”
ดร.สเติร์นเชื่อว่าคนที่เหลืออยู่สามารถหาที่หลบภัยบนดาวพลูโตและดาวเคราะห์แคระอื่นๆ ในแถบไคเปอร์ ซึ่งเป็นบริเวณที่อยู่เลยดาวเนปจูนซึ่งเต็มไปด้วยหินอวกาศน้ำแข็ง เมื่อดวงอาทิตย์ขยายตัว เงื่อนไขในโลกเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากและมีความเหมาะสมมากขึ้น
ดาวเคราะห์แคระในปัจจุบันเช่นดาวพลูโตมีน้ำแข็งในน้ำจำนวนมากและวัสดุอินทรีย์ที่ซับซ้อนและบางส่วนมีมหาสมุทรอยู่ใต้พื้นผิว แต่อุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุนอกโลกเหล่านี้ต่ำกว่าศูนย์หลายร้อยองศา
อย่างไรก็ตามเมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวยักษ์แดงอุณหภูมิพื้นผิวของดาวพลูโตจะใกล้เคียงกับอุณหภูมิเฉลี่ยบนพื้นผิวโลกในขณะนี้
การศึกษาอื่นที่ตีพิมพ์ในวารสารชีววิทยาทางโหราศาสตร์ในปี พ.ศ. 2546 สเติร์นได้ประเมินโอกาสในการมีชีวิตในระบบสุริยะชั้นนอกหลังจากที่ดาวฤกษ์เข้าสู่ระยะสุดท้ายของชีวิต และสามปีต่อมาเขาก็เป็นหัวหน้าผู้บังคับบัญชาภารกิจอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ ยานสำรวจที่ส่งไปยังดาวพลูโตโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ New Frontiers («New Horizons») มีเป้าหมายเพื่อเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับระบบสุริยะของเราให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น
ขอบของระบบสุริยะคืออะไร?
นอกเหนือจากดาวเนปจูนยักษ์ก๊าซแล้วยังมีพื้นที่อีกด้วยพื้นที่ที่เต็มไปด้วยน้ำแข็ง พื้นที่เย็นนี้เรียกว่าแถบไคเปอร์ มีวัตถุนับล้านล้านชิ้น — เศษที่เหลือของระบบสุริยะยุคแรก
แถบไคเปอร์แสดงอยู่นอกเหนือวงโคจรของดาวเนปจูน หนึ่งในผู้ที่อาศัยอยู่คือ Eris ซึ่งอยู่ในวงโคจรของวงรีที่เอียงมาก (เอื้อเฟื้อภาพโดย NASA)
ในปีพ. ศ. 2486 Kenneth Edgeworth นักดาราศาสตร์แนะนำดาวหางและวัตถุขนาดใหญ่สามารถอยู่นอกดาวเนปจูนได้ และในปีพ. ศ. 2494 นักดาราศาสตร์ Gerard Kuiper ได้ทำนายการมีอยู่ของแถบวัตถุน้ำแข็งที่ขอบสุดของระบบสุริยะ ปัจจุบันแหวนที่คาดการณ์โดยคู่นี้เรียกว่าแถบไคเปอร์หรือเข็มขัด Edgeworth-Kuiper
แม้จะมีขนาดมหึมา แต่แถบไคเปอร์ไม่ถูกค้นพบจนกระทั่งปี 1992 โดยนักดาราศาสตร์ Dave Jewitt และ Jane Luu จากข้อมูลของ NASA นักวิทยาศาสตร์ทั้งคู่ "ได้ทำการสแกนท้องฟ้าอย่างต่อเนื่องเพื่อหาวัตถุที่จาง ๆ นอกเหนือจากวงโคจรของดาวเนปจูน" ตั้งแต่ปี 2530 ซึ่งได้รับการจัดทำรายการเป็น "1992 QB1"
ตั้งแต่นั้นมานักดาราศาสตร์ได้พบหลาย ๆวัตถุในแถบไคเปอร์ที่น่าสนใจและดาวเคราะห์ที่มีศักยภาพในภูมิภาคนี้ ภารกิจ New Horizons ของ NASA ยังคงค้นพบดาวเคราะห์และวัตถุที่ซ่อนอยู่ก่อนหน้านี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่เป็นเอกลักษณ์ของระบบสุริยะนี้
แถบไคเปอร์คืออะไร?
เช่นเดียวกับแถบดาวเคราะห์น้อยแถบไคเปอร์คือพื้นที่ที่หลงเหลือจากประวัติศาสตร์ยุคแรกของระบบสุริยะ เช่นเดียวกับแถบดาวเคราะห์น้อยมันถูกสร้างขึ้นโดยดาวเคราะห์ขนาดยักษ์แม้ว่ามันจะเป็นแผ่นดิสก์ที่หนากว่า (เหมือนโดนัท) มากกว่าแถบบาง ๆ
ภาพวาดของศิลปินพรรณนาถึงความห่างไกลดาวเคราะห์แคระเอริสในระยะไกล โดยมีดวงจันทร์ดิสโมเนียอยู่เบื้องหน้า ทั้งสองเรียกแถบไคเปอร์ว่า "บ้าน" การสำรวจใหม่แสดงให้เห็นว่าอีริสมีขนาดเล็กกว่าที่เคยคิดไว้และเกือบจะมีขนาดเท่ากับดาวพลูโต
(ภาพ: © ESO / L.Calçada)
เมื่อระบบสุริยะก่อตัวขึ้นขนาดใหญ่ก๊าซฝุ่นและหินบางส่วนรวมตัวกันเป็นดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ จากนั้นดาวเคราะห์ก็พาเศษซากที่เหลือส่วนใหญ่ไปยังดวงอาทิตย์หรือนอกระบบสุริยะ แต่วัตถุที่อยู่สุดขอบระบบสุริยะอยู่ห่างออกไปมากพอที่จะหลีกเลี่ยงแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่กว่าเช่นดาวพฤหัสบดีดังนั้นพวกมันจึงสามารถอยู่ในสถานที่ขณะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์อย่างช้าๆ แถบไคเปอร์และเพื่อนร่วมชาติเมฆออร์ตที่อยู่ห่างไกลและทรงกลมมากขึ้นมีเศษที่เหลือจากการเริ่มต้นสร้างระบบสุริยะสามารถให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับการเกิดของมัน
ตามโมเดล Nice หนึ่งในข้อเสนอแบบจำลองการก่อตัวของระบบสุริยะ — แถบไคเปอร์อาจก่อตัวใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น ใกล้จุดที่ดาวเนปจูนโคจรอยู่ในขณะนี้ ในแบบจำลองนี้ ดาวเคราะห์มีส่วนร่วมในการเต้นรำที่ซับซ้อน โดยดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสเปลี่ยนสถานที่และเคลื่อนตัวออกห่างจากดวงอาทิตย์ เมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนตัวออกจากดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วงของพวกมันสามารถบรรทุกวัตถุในแถบไคเปอร์จำนวนมากติดตัวไปด้วย โดยบรรทุกวัตถุขนาดเล็กไปข้างหน้าในขณะที่ยักษ์น้ำแข็งอพยพ เป็นผลให้วัตถุในแถบไคเปอร์จำนวนมากถูกย้ายจากบริเวณที่วัตถุถูกสร้างขึ้นไปยังส่วนที่เย็นกว่าของระบบสุริยะ
ส่วนที่มีประชากรมากที่สุดของแถบไคเปอร์มีขนาดใหญ่กว่าโลก 42-48 เท่าจากดวงอาทิตย์ วงโคจรของวัตถุในบริเวณนี้ยังคงมีเสถียรภาพมากแม้ว่าบางครั้งเส้นทางของวัตถุบางอย่างจะเปลี่ยนไปเล็กน้อยเมื่อลอยเข้าใกล้ดาวเนปจูนมากเกินไป
นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณว่ามีวัตถุหลายพันชิ้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าโคจรรอบดวงอาทิตย์ 100 กม. (62 ไมล์) ภายในแถบนี้ พร้อมด้วยวัตถุขนาดเล็กหลายล้านล้านชิ้น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นดาวหางคาบสั้น ภูมิภาคนี้ยังมีดาวเคราะห์แคระหลายดวง — โลกกลม มีขนาดใหญ่เกินกว่าจะถือเป็นดาวเคราะห์น้อย แต่เล็กเกินกว่าจะถือเป็นดาวเคราะห์
วัตถุแถบไคเปอร์
พลูโต— น้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดที่เรารู้จักดาวเคราะห์แคระ ดาวพลูโตเป็นวัตถุในแถบไคเปอร์จริงดวงแรก (KBO) ที่ถูกสำรวจ แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ในขณะนั้นไม่รู้จักมันจนกว่าจะมีการค้นพบวัตถุ KBO อื่นๆ ก็ตาม เมื่อจิวิตต์และลูค้นพบแถบไคเปอร์ นักดาราศาสตร์ก็พบว่าพื้นที่ที่อยู่เลยดาวเนปจูนเต็มไปด้วยหินน้ำแข็งและโลกใบเล็ก
Sedna- ใหญ่ที่สุดและใหญ่เป็นอันดับสองที่รู้จักกันดีดาวเคราะห์แคระในระบบสุริยะของเรา KBO ซึ่งมีขนาดประมาณสามในสี่ของดาวพลูโต ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2547 มันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากจนต้องใช้เวลาประมาณ 10,500 ปีจึงจะเสร็จสิ้นการปฏิวัติหนึ่งครั้ง เซดนามีความกว้างประมาณ 1,770 กิโลเมตร และโคจรรอบดวงอาทิตย์ในวงโคจรประหลาดที่มีระยะห่างระหว่าง 12.9 ถึง 135 พันล้านกิโลเมตร
ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2548 นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบเอริดูซึ่งเป็น KBO ที่เล็กกว่าดาวพลูโตเล็กน้อยเอริสโคจรรอบดวงอาทิตย์ประมาณหนึ่งครั้งทุกๆ 580 ปี โดยอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าโลกเกือบ 100 เท่า การค้นพบนี้แสดงให้นักดาราศาสตร์เห็นปัญหาในการจำแนกดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์ที่ระเบิดเต็มดวง ตามคำจำกัดความของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) ในปี พ.ศ. 2549 ดาวเคราะห์จะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะกำจัดเศษซากที่อยู่รอบๆ ได้ ดาวพลูโตและเอริสซึ่งล้อมรอบด้วยแถบไคเปอร์ไม่สามารถทำเช่นนี้ได้อย่างชัดเจน ด้วยเหตุนี้ ในปี พ.ศ. 2549 IAU จึงจัดประเภทดาวพลูโต เอริส และดาวเคราะห์น้อยที่ใหญ่ที่สุดอย่างเซเรสให้เป็นดาวเคราะห์แคระ ดาวเคราะห์แคระอีกสองดวงเฮาเมอาและMakemakeถูกค้นพบในแถบไคเปอร์ในปี 2551
Haumea (780 กม.) เป็นดาวเคราะห์แคระที่หมุนเร็วที่สุดโดยมีวงแหวนล้อมรอบ Makemake (715 กม.) น่าจะเป็นดาวเคราะห์แคระที่มีดาวเทียมของตัวเอง
ขณะนี้นักดาราศาสตร์กำหนดสถานะของ Haumea ใหม่เป็นดาวเคราะห์แคระ. ในปี 2560 เมื่อวัตถุเคลื่อนผ่านระหว่างโลกกับดาวฤกษ์ที่สว่างไสวนักวิทยาศาสตร์ตระหนักว่ามันยาวกว่าทรงกลม ตามคำจำกัดความของ IAS เส้นรอบวงเป็นหนึ่งในเกณฑ์สำหรับดาวเคราะห์แคระ รูปร่างที่ยาวขึ้นของ Haumea อาจเป็นผลมาจากการหมุนอย่างรวดเร็ว หนึ่งวันในสถานที่ใช้เวลาประมาณสี่ชั่วโมงเท่านั้น
แถบไคเปอร์เป็นขอบเขตในอวกาศอย่างแท้จริง — เป็นสถานที่ที่นักวิทยาศาสตร์เพิ่งเริ่มสำรวจ บางทีในอีกหลายพันล้านปีมันจะกลายเป็นบ้านใหม่ของมนุษย์โลก
อ่านเพิ่มเติม
กระทรวงสาธารณสุขของอาร์เจนตินาเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับผลข้างเคียงในผู้ที่ได้รับ Sputnik V.
ตุ่นปากเป็ดกลายเป็นส่วนผสมทางพันธุกรรมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนกและสัตว์เลื้อยคลาน
การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด
แบบจำลองนีซเป็นสถานการณ์จำลองสำหรับการพัฒนาระบบสุริยะแบบไดนามิก การพัฒนาเริ่มต้นที่ Observatory of the Côte d'Azur ในเมือง Nice ประเทศฝรั่งเศส