Si dhe kur do të vdesë sistemi diellor

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 04:10

Kemi edhe pak kohë, rreth 5-7 miliardë vjet.

Më parë, dy hëna rrotulloheshin rreth Tokës, të cilat më pas u bashkuan së bashku. Titani, sateliti i Saturnit, është një analog ideal i planetit tonë, mund të ketë jetë. Dhe asteroidët që ndodhen midis Jupiterit dhe Plutonit, për disa arsye, quhen "centaurs". Për këto dhe fakte të tjera për hapësirën mund të mësoni nga libri “Kur Toka kishte dy Hëna. Planetët kanibalë, gjigantët e akullit, kometat e baltës dhe ndriçuesit e tjerë të qiellit të natës”, e cila u botua së fundmi nga shtëpia botuese “Alpina non-fiction”.

Krijuesi i një ekskursioni magjepsës në historinë e sistemit diellor është Eric Asfog, shkencëtar planetar dhe astronom amerikan. Autori jo vetëm që punon në Laboratorin për Studimin e Planeteve dhe Hënës në Tucson, por gjithashtu merr pjesë aktive në ekspeditat e NASA-s. Për shembull, misioni Galileo, i cili studioi Jupiterin dhe hënat e tij. Lifehacker publikon një fragment nga kapitulli i parë i punës së shkencëtarit.

Ashtu si një motor me djegie të brendshme që ndonjëherë ndizet kur filloi të ftohtë, Dielli i ri përjetoi shpërthime të parregullta të aktivitetit të lartë për miliona vitet e para. Yjet që kalojnë nëpër këtë fazë zhvillimi quhen yje T Tauri sipas një ylli aktiv të studiuar mirë në yjësinë përkatëse. Pasi kanë kaluar fazën e dhembjeve të lindjes, yjet përfundimisht i binden rregullit që më të rëndat dhe më të ndriturit prej tyre bëhen blu, të mëdha dhe shumë të nxehta, ndërsa më të vegjlit bëhen të kuq, të ftohtë dhe të shurdhër.

Nëse vizatoni të gjithë yjet e njohur në një grafik, me yje blu në të majtë, yje të kuq në të djathtë, të zbehtë në fund dhe të shndritshëm në krye, ata në përgjithësi do të rreshtohen përgjatë një linje që shkon nga lart majtas. këndi në këndin e poshtëm të djathtë. Kjo linjë quhet sekuenca kryesore, dhe Dielli i verdhë është pikërisht në mes të saj. Gjithashtu, sekuenca kryesore ka shumë përjashtime, si dhe degëzime, ku banojnë yjet e rinj që nuk janë zhvilluar ende në sekuencën kryesore dhe yjet e vjetër që tashmë e kanë lënë atë.

Dielli, një yll shumë i zakonshëm, lëshon nxehtësinë dhe dritën e tij me një intensitet pothuajse konstant për 4.5 miliardë vjet. Nuk është aq i vogël sa xhuxhët e kuq, të cilët digjen jashtëzakonisht ekonomikisht. Por jo aq i madh sa të digjet në 10 milionë vjet, siç ndodh me gjigantët blu që shndërrohen në supernova.

Dielli ynë është një yll i mirë dhe ne kemi ende mjaft karburant në rezervuarin tonë.

Shkëlqimi i tij po rritet gradualisht, duke u rritur me rreth një të katërtën që nga fillimi i tij, gjë që e zhvendosi pak atë përgjatë sekuencës kryesore, por nuk do të paraqisni pretendime të tjera për të. Natyrisht, herë pas here hasim nxjerrje të masës koronale, kur dielli nxjerr një flluskë magnetoelektrike dhe lanë planetin tonë me rryma rrezatimi. Për ironi, sot, rrjeti ynë artificial është më i prekshëm ndaj efektit të një nxjerrjeje në masë koronale, sepse një impuls elektromagnetik i lidhur me këtë ngjarje mund të prishë funksionimin e pjesëve të mëdha të rrjetit elektrik për një periudhë nga disa javë deri në dy vjet. Në 1859, nxjerrja më e madhe koronale në historinë moderne shkaktoi shkëndija në zyrat telegrafike dhe aurora borealis madhështore. Në vitin 2013, kompania londineze e sigurimeve Lloyd's vlerësoi se dëmi nga një emetim i tillë koronal në Shtetet e Bashkuara moderne do të ishte nga 0.6 në 2.6 trilion dollarë. … Por krahasuar me atë që ndodh në sistemet e tjera planetare, ky aktivitet është krejtësisht i padëmshëm.

Por kjo nuk do të jetë gjithmonë kështu. Pas rreth 5-7 miliardë vjetësh do të fillojë për ne “muzgu i perëndive”, trazirat e fundit, gjatë së cilës planetët do të largohen nga orbitat e tyre. Pas largimit nga sekuenca kryesore, Dielli do të bëhet një gjigant i kuq dhe në disa milionë vjet do të përfshijë Mërkurin, Venusin dhe ndoshta Tokën. Pastaj do të tkurret, duke hedhur gjysmën e masës së saj në hapësirë. Astronomët nga yjet fqinjë do të jenë në gjendje të vëzhgojnë në qiellin e tyre një guaskë "të re", në zgjerim të gazit të gazuar që do të zhduket pas disa mijëra vjetësh.

Dielli nuk do të mbajë më renë e jashtme Oort, trupat e së cilës do të shkojnë të enden nëpër hapësirën ndëryjore si fantazma kozmike. Ajo që mbetet nga ylli do të tkurret derisa të bëhet një xhuxh i bardhë, një trup jashtëzakonisht i dendur që shkëlqen me dritë të bardhë nga energjia e tij gravitacionale - mezi e gjallë, por e ndritshme, në madhësinë e Tokës, por një miliard herë më i rëndë. Ne besojmë se ky është fati i sistemit tonë diellor, pjesërisht sepse Dielli është një yll i zakonshëm, dhe ne shohim shumë shembuj të yjeve të tillë në faza të ndryshme të evolucionit, dhe pjesërisht sepse kuptimi ynë teorik i proceseve të tilla ka kërcyer përpara dhe është në përputhje të mirë me rezultatet e vëzhgimeve.

Pasi zgjerimi i gjigantit të kuq të përfundojë dhe Dielli të bëhet një xhuxh i bardhë, planetët, asteroidet dhe mbetjet e tjera të sistemit të brendshëm diellor do të fillojnë të bien mbi të në një spirale - së pari për shkak të ngadalësimit në gaz, dhe më pas për shkak të veprimi i forcave të baticës - deri në mbetjet super të dendura, yjet nuk do t'i shpërthejnë planetët një nga një. Në fund, do të ketë një disk me materiale të ngjashme me tokën, kryesisht të përbërë nga mantelet e grisura të Tokës dhe Venusit, të cilat do të rrotullohen në yllin e shkatërruar.

Kjo nuk është thjesht një fantazi: astronomët e shohin këtë pamje në treguesit spektroskopikë të disa "xhuxhëve të bardhë të ndotur" fqinjë, ku elementët shkëmborë - magnezi, hekuri, silikoni, oksigjeni - janë të pranishëm në atmosferën e yllit në sasi që korrespondojnë me Përbërja e mineraleve nga klasa silikate, si olivina. Ky është kujtimi i fundit i planetëve të ngjashëm me Tokën e së kaluarës.

***

Planetët që formohen rreth yjeve që janë shumë më të mëdhenj se Dielli do të kenë një fat më pak interesant. Yjet masive digjen në temperatura qindra miliona gradë, duke konsumuar hidrogjen, helium, karbon, azot, oksigjen dhe silikon në shkrirje të dhunshme. Produktet e këtyre reaksioneve bëhen elementë gjithnjë e më të rëndë derisa ylli arrin një gjendje kritike dhe shpërthen si një supernova, duke shpërndarë brendësinë e tij rreth disa vite dritë në diametër dhe në të njëjtën kohë duke formuar pothuajse të gjithë elementët e rëndë. Çështja e së ardhmes së sistemit planetar, që mund të ishte formuar rreth tij, kthehet në një çështje retorike.

Tani të gjithë sytë janë fiksuar te Betelgeuse, një yll i ndritshëm që formon shpatullën e majtë të yjësisë Orion. Është 600 vite dritë larg nga Toka, që do të thotë se nuk është shumë larg, por për fat të mirë, jo ndër fqinjët tanë më të afërt. Masa e Betelgeuse është tetë herë më e madhe se masa e Diellit, dhe sipas modeleve evolucionare, ajo është rreth 10 milionë vjet e vjetër.

Brenda disa javësh, shpërthimi i këtij ylli do të jetë i krahasueshëm në shkëlqim me shkëlqimin e Hënës dhe më pas do të fillojë të zbehet; nëse kjo nuk ju ka bërë përshtypje, atëherë mbani në mend se nga një distancë prej 1 njësi astronomike është si të shikoni një bombë hidrogjeni të shpërthejë në një oborr aty pranë. Gjatë rrjedhës së kohës gjeologjike, supernova kanë shpërthyer shumë më afër Tokës, duke rrezatuar planetin tonë dhe ndonjëherë duke çuar në zhdukje masive në të, por asnjë nga yjet më të afërt me ne nuk do të shpërthejë tani.

"Zona e goditur" për këtë lloj supernova është nga 25 deri në 50 vite dritë, kështu që Betelgeuse nuk përbën asnjë kërcënim për ne.

Meqenëse është relativisht afër dhe ka një madhësi gjigante, ky yll është i pari që ne mundëm ta shihnim në detaje përmes një teleskopi. Edhe pse cilësia e imazheve është e dobët, ato tregojnë se Betelgeuse është një sferoid çuditërisht i parregullt, që i ngjan një tullumbace pjesërisht të shfryrë, që bën një rrotullim në boshtin e tij në 30 vjet. Ne shohim një shtëllungë ose deformim të madh nga Pierre Kervella et al., “The Close Circumstellar Environment of Betelgeuse V. Rotation Velocity and Molecular Envelope Properties from ALMA,” Astronomy & Astrophysics 609 (2018), i shkaktuar ndoshta nga ekuilibri global Duket se ajo është vërtet gati të shpërthejë në çdo moment. Por, në të vërtetë, në mënyrë që secili prej nesh të kishte një shans për të parë dritën e kësaj ngjarjeje, Betelgeuse duhej të fluturonte deri në copa në ditët e Keplerit dhe Shekspirit.

Kur një yll masiv shpërthen, dyert e kuzhinës së tij kimike shpërthehen nga menteshat e tyre. Hiri nga një vatër termonukleare shpërndahet në të gjitha drejtimet, kështu që heliumi, karboni, azoti, oksigjeni, silikoni, magnezi, hekuri, nikeli dhe produkte të tjera të shkrirjes përhapen me një shpejtësi prej qindra kilometrash në sekondë. Gjatë lëvizjes, këto bërthama atomike, duke arritur një masë maksimale prej 60 njësive atomike, bombardohen masivisht nga një rrymë neutronesh me energji të lartë (grimca të barabarta në masë me protonet, por pa ngarkesë elektrike) që burojnë nga bërthama yjore në kolaps..

Herë pas here, një neutron, duke u përplasur me bërthamën e një atomi, ngjitet me të; si rezultat i gjithë kësaj, një shpërthim supernova shoqërohet me sintezën e shpejtë të elementeve më komplekse që konsiderohen të nevojshëm për ekzistencën e jetës, si dhe shumë atyre radioaktive. Disa nga këto izotope kanë një gjysmë jetë vetëm sekondash, të tjerët, si p.sh ⁶⁰Fe dhe ²⁶Al, zbërthehet në rreth një milion vjet që iu desh formimit të mjegullnajës sonë protoplanetare, dhe i treti, të themi ²³⁸U, ka një rrugë të gjatë për të bërë: ato ofrojnë ngrohje gjeologjike për miliarda vjet. Sipërshkrimi korrespondon me numrin total të protoneve dhe neutroneve në bërthamë - kjo quhet masë atomike.

Kjo është ajo që ndodh kur Betelgeuse shpërthen. Në një sekondë, bërthama e tij do të tkurret në madhësinë e një ylli neutron - një objekt kaq i dendur sa një lugë çaji me substancën e tij peshon një miliard ton - dhe ndoshta do të bëhet një vrimë e zezë. Në të njëjtin moment, Betelgeuse do të shpërthejë rreth 10⁵⁷ neutrinot, të cilat marrin energji aq shpejt sa vala goditëse do ta copëtojë yllin.

Do të jetë si shpërthimi i një bombe atomike, por triliona herë më i fortë.

Për vëzhguesit nga Toka, Betelgeuse do të rritet në shkëlqim gjatë disa ditëve derisa ylli të përmbyt pjesën e tij të qiellit me dritë. Gjatë dy javëve të ardhshme, ajo do të zbehet dhe më pas do të zvarritet në mjegullnajën e ndezur të një reje gazi, e rrezatuar nga një përbindësh kompakt në qendër të saj.

Supernova zbehet në krahasim me shpërthimet kilonoze, të cilat ndodhin kur dy yje neutron bien në grackën e tërheqjes reciproke dhe spirale në një përplasje Ndoshta është falë kilonovëve që elementë më të rëndë si ari dhe molibden u shfaqën në hapësirë. … Këta dy trupa janë tashmë të dendur në mënyrë të pakonceptueshme - secili ka masën e Diellit, të paketuar në vëllimin e një asteroidi 10 kilometra - kështu që bashkimi i tyre shkakton valë gravitacionale, valëzime në strukturën e hapësirës dhe kohës.

Valët gravitacionale të parashikuara gjatë u regjistruan për herë të parë në vitin 2015 me një instrument miliardë dollarësh të quajtur LIGO Vala e parë gravitacionale u regjistrua nga Observatori Gravitacional-Valë Gravitacionale me Interferometër Laser (LIGO) në shtator 2015. bashkimi i dy vrimave të zeza në një distancë prej 1.3 miliardë vite dritë nga Toka. (Observatori Gravitacional-Valë Gravitacionale me Interferometër Laser, "Observatori me valë gravitacionale laser-interferometrike"). Më vonë, në vitin 2017, vala gravitacionale mbërriti me një ndryshim prej 1.7 sekondash me një shpërthim të rrezatimit gama të regjistruar nga një pajisje krejtësisht tjetër - si një rrufe dhe një rrufe.

Është e mahnitshme që valët gravitacionale dhe elektromagnetike (d.m.th., fotonet) kanë udhëtuar nëpër hapësirë dhe kohë për miliarda vjet, dhe duket se ato janë plotësisht të pavarura nga njëra-tjetra (graviteti dhe drita janë gjëra të ndryshme), por megjithatë kanë arritur në ne te njejten kohe. Ndoshta ky është një fenomen i parëndësishëm ose i parashikueshëm, por për mua personalisht, kjo sinkronicitet i gravitetit dhe dritës e mbushi unitetin e Universit me kuptim të thellë. Shpërthimi i një kilonova miliardë vjet më parë, një miliard vite dritë më parë, duket si një tingull i largët i një zile, tingulli i së cilës të bën të ndihesh si kurrë më parë një lidhje me ata që mund të ekzistojnë diku në thellësi të hapësirës. Është si të shikoni hënën, të mendoni për të dashurit tuaj dhe të kujtoni se edhe ata e shohin atë.

Nëse doni të dini se si filloi Universi, ku tjetër mund të ekzistojë jeta dhe pse planetët janë kaq të ndryshëm, ky libër është padyshim për ju. Eric Asfog flet në detaje për të kaluarën dhe të ardhmen e sistemit diellor dhe të kozmosit në përgjithësi.

Alpina Non-Fiction u jep lexuesve të Lifehacker një zbritje prej 15% në versionin letre të Kur toka kishte dy hëna duke përdorur kodin promovues TWOMOONS.