A Föld pusztulása: egy magányos csillag mentheti meg a biztos megsemmisüléstől

Az asztronómia iránt érdeklődők körében jól ismert, hogy központi csillagunk a Nap, a csillagfejlődés útját bejárva élete alkonyán vörös óriássá fog felfújódni. Az az általános vélekedés, hogy a Föld pusztulása is ekkor fog bekövetkezni azonban téves. Még jóval azt megelőzően ugyanis, hogy a Nap a fúziós energiatermeléséhez felhasznált hidrogénkészletét elégetve vörös óriássá válna, egy olyan esemény fog bekövetkezni, ami miatt elpárolog a földi hidroszféra és minden élet megsemmisül a bolygónkon, a Föld pedig egy tüzes, élhetetlen pokoli katlanná változik. Azt a matematikai bizonyosságot, hogy mindez bekövetkezik, csak egy véletlenszerű esemény akadályozhatja meg, a Naprendszer közelében elhaladó magányos csillag képében, amely esetleg megmentheti a Földet.

A Nap az éltetőnk, de a Nap lesz a gyilkosunk is

A Nap az asztronómiai szakzsargon szerint egy olyan G2V színképosztályba tartozó fősorozatbeli csillag, amely megközelítőleg 4,5 milliárd éve alakult ki egy kiterjedt csillagközi molekulafelhőből, ami egy ősi szupernóva-robbanás nyomán keletkezett. A számítások szerint a Nap mintegy tízmilliárd évig lesz még fősorozatbeli csillag, vagyis jelenleg az életútja felénél jár. Mindez azt jelenti, hogy nagyjából ötmilliárd év múlva fog bekövetkezni a Nap vörös óriássá való felfúvódása, miután a jelenlegi tömegének 75 százalékát alkotó hidrogént elégette a magjában zajló termonukleáris fúzió során. Egyes modellszámítások szerint a felfúvódó Napnak akkorára növekszik a térfogata, hogy eléri a mostani földpályát és elnyeli a szülőbolygónkat, ami értelemszerűen a Föld pusztulásával jár.

A Nap egy G2V színképosztályba tartozó fősorozatbeli csillag, amely az életciklusa felénél jár
Fotó: Spaceweather.com

 Hogy ekkor lesz-e még élet a Földön több mint kérdéses, mert ennél jóval korábban szembe kell nézni egy másik, az élet pusztulásával fenyegető kozmikus eseménnyel is. A Föd jelenleg a Nap lakhatási zónáján belül, kereken 149,9 millió kilométeres távolságra kering a központi csillagunktól. Ez teszi lehetővé az atmoszféra és hidroszféra, valamint a földi élet fennmaradását. Az egyensúlyi állapotot a Nap egyenletes energiatermelése, vagyis a Földet érő napsugárzás stabil szintje tartja fenn. A Nap jelenlegi felszíni hőmérséklete 5780 kelvin, ami évmilliárdok óta változatlan az előzőekben említett folyamat miatt. Ez még így is marad jó ideig, ám de annál sokkal korábban, hogy a Nap kilépve a fősorozatbeli ágból vörös óriássá fújódna fel, be fog következni egy olyan „apró” változás, ami elpusztítja a földi életet.

Mikor fog bekövetkezni a Föld élhetetlenné való felmelegedése?

A közelmúltban két asztrofizikus, K. Schörder, az angliai University of Sussex, valamint R. Smith, a mexikói Universidad de Guanajuato kutatója rendívül részletes modellszámításokat végeztek a Nap hátralévő „élettörténetének” feltérképezésére. Az elvégzett számítások alapján a két tudós azt találta, hogy a Nap hozzávetőleg 900 millió – 1 milliárd év múlva fogja elérni a maximális luminozitását. (A luminozitás egy csillag meghatározott időtartam alatt kibocsátott összsugárzásának a mérőszáma, a szerk.) A Nap jövőbeli „kifényesedése” miatt a modellszámítás szerint mintegy 50 kelvinnel fog megemelkedni központi csillagunk felszíni hőmérséklete. 

Egy napkitöré űrfotója. A Nap jelenlegi feszíni hőmérséklete 5780 kelvin
Fotó: NASA/JPL-Caltech

Noha ez a jelenlegi stabil felszíni hőmérsékleti értékkel összevetve nem tűnik túl jelentős változásnak, csakhogy az 50 kelvines hőmérséklet emelkedés 26 százalékos energianövekedéssel jár együtt, 

aminek viszont már drámai következményei lesznek a földi életre. 

A Nap sokkal intenzívebbé váló energiasugárzása az első ütemben felforrósítja a légkört, ami miatt elkezdődik a hidroszféra gyors elpárolgása. Miután a földi hidroszféra már teljesen megsemmisült, a Föld felszíni hőmérséklete rövid időn belül hasonlóvá fog válni a Vénuszon jelenleg uralkodó pokoli, + 400 - +450 Celsius fokos hőmérséklethez. Ilyen körülmények között pedig egyetlen létforma sem maradhat meg; a Föld halott, forró és kietlen pusztasággá válik.

Milyen véletlen akadályozhatja meg, hogy ne pusztuljon el a Föld?

E sötét jövő matematikai bizonyosság, amiből csak egy előre nem kiszámítható, véletlenszerű esemény jelentheti a menekülést. Noha mindez a modern civilizációt fenyegető aktuális kihívásokhoz, így például a nukleáris háború veszélyéhez, a túlnépesedéshez és a klímaválsághoz képest nem jelent közvetlen fenyegetést és a távoli jövő „zenéjének” tűnhet csupán, mégis felmerül az a kérdés, van-e lehetséges kiút a Nap felfénylése miatt bekövetkező armageddonból? Egy új tanulmány szerint, - amelyet rövidesen a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society című szakfolyóiratban tesznek közzé-, igen, még ha kicsi is ennek az esélye – írja a Live Science tudományos ismeretterjesztő portál. 

A távoli jövőben élheteten, pokolian forró katlanná fog felmelegedni a Föld
Fotó: Pixels

(A megjelentetésre váró eredeti tanulmány preprintje az arXiv portálon olvasható el.) A tanulmányt jegyző csillagászok egy érdekes, de a galaxison belül egyáltalán nem szokatlan kozmikus találkozóban látják a lehetséges kiutat a Föld megmentéséhez a jövőbeli pusztulásból. Nevezetesen, ha egy csillag a Naprendszer közelében halad el, az égitest okozta gravitációs perturbáció megváltoztathatja a bolygók pályáit, 

és a Földet a felforrósodó Naptól egy távolabbi, biztonságosabb pályára lökheti. 

"Jelenlegi ismereteink szerint egy ilyen típusú találkozó legutóbb mintegy 10 ezer Csillagászati Egységre [CSE] elhaladó csillaggal történt pár millió éve" - nyilatkozta Sean Raymond, a tanulmány vezető szerzője és a Bordeaux-i Egyetem csillagásza, ami a tízezerszerese a Föld és a Nap távolságának. (Egy Csillagászati Egység egyenlő a Föld-Nap középtávolsággal, vagyis kereken 149,9 millió kilométer, a szerk.)

A vándorcsillag, amely magával is ragadhat bennünket

Azért, hogy lássuk, milyen jövőbeli forgatókönyvekre számíthatunk, a tudóscsoport kiszámította a bolygómozgások várható változásait, amikor különböző méretű csillagok és különböző távolságokra – akár 1 CSE-re – közelítik meg a Naprendszert. A kutatók összesen 12 ezer számítógépes szimulációt készítettek. 

E modellek némelyikében az idegen csillag elhaladása távolabbi, hidegebb pályára lökte a Földet. 

Más esetekben viszont a Föld és néhány másik, vagy éppen az összes többi bolygó egyenesen az úgynevezett Oort-felhőben landolt, abban a jeges objektumok alkotta rendkívül távoli zónában, amelyről úgy gondolják, hogy a Naprendszer legkülső peremvidéke. 

Az Oort-felhő és a Kuiper-öv művészi ábrázolása
Fotó: NASA/ William Crochot - https://herschel.jpl.nasa.gov/solarSystem.shtml

(Az Oort-felhő a Naptól mintegy 200 és 200 ezer CSE -re húzódó zóna, amelyben a felételezések szerint több milliárdnyi jeges üstökösmag kering, a szerk.) 

Még érdekesebb, hogy néhány szimulációban a vándorcsillag gravitációja magával ragadta Földet, amelynek így -kiszakítva a Naprendszerből-, egy új anyacsillaga lett. 

Raymond szerint a Föld ebben az esetben elvileg olyan pályára is kerülhet, amelyen elegendő energiát kap az új csillagától a hidroszférájának megtartásához. Ám annak az esélye, hogy egy vándorcsillag gravitációja az életlehetőségek fennmaradása szempontjából kedvező pályára állítsa a Földet igen alacsony; a tudóscsoport számítása szerint ennek mindössze 1 : 35 ezerhez a valószínűsége. Más szimulációk némelyike még ennél is rosszabb eredménnyel járt, mert a vándorcsillag okozta gravitációs perturbáció bolygóütközésekhez vezetett, illetve belelökte a Földet a Napba.

A Nap élteti a Földet, de a távoli jövőben a központi csillag lesz a kék bolygó végzete is 
Fotó: Science Photo Library/MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY

 Ám még ezek az eredmények is kevésbé valószínűek, mert a szimulációk több mint 90%-a nem mutatott jelentősebb változást egyetlen naprendszerbeli bolygó pályájában sem. Összességében tehát kicsi az esélye, hogy egy Naprendszer mellett elhaladó csillag válik majd a jövőben a Föld mentőcsónakjává.