Chiar și poveștile fericite au un sfârșit. Pământul este singura planetă pe care o cunoaștem unde există viață iar viața pe Pământ este legată de faptul că planeta noastră se află la distanța optimă față de Soare astfel încât temperatura medie să permită existența apei în stare lichidă. Soarele, la fel ca orice stea, se naște și moare. Atunci când Soarele va muri, își va extinde foarte mult volumul, devenind o stea gigantică roșie, iar Pământul va dispărea, vaporizat, în atmosfera Soarelui, conform unui material publicat de Live Science.

Sursa foto: NASA/SDO / livescience.com

Deocamdată nu există niciun motiv de îngrijorare. Soarele mai are de trăit încă 7 sau 8 miliarde de ani. Comparativ cu durata de viață a unei stele, omenirea se află pe Pământ de extrem de puțin timp. Dacă întreaga vârstă a Pământului ar fi cumva comprimată să încapă într-un interval de 24 de ore, atunci oamenii s-ar afla pe această planetă de cel mult 1 secundă.

Dar ce se va întâmpla când Soarele va muri? Răspunsul este legat de modul în care astrul zilei strălucește. Stelele își încep viața ca uriașe aglomerări de gaze cosmice, în cea mai mare parte hidrogen, în mai mică parte heliu dar și alte gaze. Particulele de gaz au masă și dacă se adună suficient de multe într-un loc se prăbușesc sub propria greutate. Acest lucru generează presiune în interiorul nucleului protostelar. Presiunea duce la încălzirea gazului până la temperaturi atât de ridicate încât electronii sunt desprinși de pe orbitele lor atomice iar gazul devine încărcat electric sau ionizat (o stare denumită plasmă). Atomii de hidrogen, fiecare dintre ei conținând un singur proton, fuzionează între ei formând heliu, element chimic cu doi protoni și doi neutroni. Reacția de fuziune eliberează cantități uriașe de energie sub formă de lumină și de căldură, fapt care generează o presiune spre exterior, stopând procesul de colaps al gazului care a dus la aprinderea furnalului de fuziune nucleară. Astfel se naște o stea.

O stea dispune de suficient hidrogen pentru a continua procesul de fuziune timp de miliarde de ani. Însă, cum nimic nu durează la nesfârșit, în cele din urmă aproape tot hidrogenul din nucleul stelar se va termina, rămânând doar heliul (produs din fuziunea acestuia). Din acel moment steaua nu va mai putea să genereze la fel de multă energie ca în perioada în care fuziona hidrogen. Cum energia emisă de stea sub formă de lumină și căldură scade, atunci scade și presiunea spre exterior, iar steaua începe să colapseze în ea însăși, sub propria-i greutate. Această greutate nu poate genera suficient de mare presiune pentru a porni reacțiile de fuziune ale heliului, la fel cum s-a întâmplat în cazul hidrogenului la începutul vieții stelare. Hidrogenul rămas încă la suprafața nucleului stelar va continua să fuzioneze, generând totuși un mic nivel de energie care va permite continuarea funcționării mecanismului stelar pentru o perioadă de timp relativ scurtă.

În această perioadă de timp însă, heliul rezultat din fuziunea hidrogenului continuă să se adune în nucleul stelar până atinge o masă critică și se prăbușește în sine. Această prăbușire în sine se produce cu o mare eliberare de energie (energie care nu este rezultatul reacțiilor de fuziune nucleară). Steaua devine astfel din ce în ce mai fierbinte din cauza creșterii presiunii din interior (prin compresia oricărui gaz, temperatura acestuia crește). Energia obținută astfel este eliberată prin și mai multă lumină și căldură, Soarele devenind mai strălucitor decât oricând. În etapa următoare Soarele intră în stadiul de gigantă roșie (roșie pentru că temperatura de la suprafața unei astfel de stele este mai mică decât temperatura de la suprafața unor stele de tipul Soarelui) însă chiar dacă se răcește, își mărește foarte mult volumul, înghițind pur și simplu planetele cele mai apropiate, Mercur și Venus și incinerând Pământul.

Un studiu din 2008 realizat de astronomii Klaus-Peter Schröder și Robert Connon Smith estima că Soarele va crește atât de mult în volum încât straturile sale de la suprafață se vor extinde până la 170 de milioane de kilometri distanță în jurul nucleului, absorbind planetele Mercur, Venus și Pământ. Întregul proces de transformare a Soarelui într-o gigantă roșie va dura aproximativ 5 milioane de ani, o clipă raportat la durata de viață a unei stele.

Luminozitatea Soarelui crește continuu, cu o rată de 10% la fiecare 1 miliard de ani. În acest ritm, zona de aur, distanța potrivită față de stea pentru a permite existența apei în stare lichidă la suprafața unei planete, se va muta spre exteriorul sistemului solar. În prezent, zona de aur se află cuprinsă între 0,95 UA și 1,37 UA (1 Unitate Astronomică este distanța medie de la Pământ la Soare și este egală cu 150 de milioane de kilometri). În momentul în care Soarele se va transforma într-o gigantă roșie, deja planeta Marte s-ar afla de foarte mult timp în interiorul acestei zone în care viața este posibilă. În această perioadă de timp Pământul se va confrunta cu creșteri ale temperaturilor fără precedent, întreaga planetă albastră fiind transformată într-o "baie de aburi", oceanele evaporându-se iar vaporii de apă fiind descompuși în elementele constituente, hidrogen și oxigen.

Hidrogenul rezultat va fi eliberat în spațiu, în timp ce oxigenul va reacționa cu rocile terestre. În această perioadă, în care sperăm că specia umană va fi în siguranță pe altă planetă sau planete, azotul și dioxidul de carbon vor deveni probabil principalele gaze constituente ale atmosferei terestre — Terra va începe să semene din ce în ce mai mult cu planeta Venus: o planetă cu temperaturi de infern, pe care se derulează un proces de efect de seră scăpat de sub control.

Chiar dacă până atunci vom ajunge să trăim pe Marte, nici această planetă nu va rezista transformării Soarelui într-o gigantă roșie — atunci zona de aur se va muta între 49 și 70 UA. Chiar și orbita planetei Neptun, o gigantă de gheață în prezent, va deveni mult prea fierbinte. Condițiile ar putea deveni propice pentru viață pe Pluto și pe alte planete pitice din Centura Kuiper de la marginea sistemului solar.

Schröder și Smith remarcau în studiul lor că stelele precum Soarele își pierd din masă, încet, de-a lungul timpului, în primul rând prin vântul solar. În aceste condiții, orbitele planetelor din jurul Soarelui devin din ce în ce mai îndepărtate de stea. Procesul de extindere a orbitelor planetare nu va fi suficient de rapid pentru a salva Pământul, însă dacă Neptun ajunge suficient de departe ar putea deveni noua casă a omenirii (după un proces susținut de terraformare care ar trebui să fie accesibil pentru tehnologia de care vom dispune peste miliarde de ani).

În cele din urmă hidrogenul din straturile exterioare ale nucleului solar va fi epuizat complet, reacțiile de fuziune se vor opri și Soarele va intra din nou în colaps sub propria greutate. Acest colaps va duce la o creștere a presiunii interne până la o valoare suficient de mare pentru a reporni procesul de fuziune. Astfel, timp de încă aproximativ 2 milioane de ani Soarele va fuziona heliu obținând carbon și în mai mică măsură oxigen, însă aceste reacții de fuziune produc mai puțină energie. Odată ce ultimii atomi de heliu din nucleul stelar vor fi transformați în elemente mai grele, nu va mai exista suficientă energie emisă care să mențină Soarele și steaua noastră se va prăbuși complet sub propria greutate, nucleul se micșorează foarte mult și Soarele se transformă într-o pitică albă în timp ce straturile superioare ale atmosferei sale sunt eliberate de nucleu și vor forma o spectaculoasă nebuloasă planetară.

Densitatea unei pitice albe este foarte mare — Soarele va ajunge să aibă volumul aproximativ al Pământului în acest stadiu. Iar cum în această fază, în care nu mai există reacții de fuziune nucleară, steaua nu mai are nicio sursă de energie, ea va continua să radieze căldură până la răcirea totală. Acest proces este mai îndelungat chiar și decât viața stelară propriu-zisă — la vârsta actuală a Universului (aproximativ 13,75 miliarde de ani) chiar și cele mai vechi pitice albe au încă la suprafață temperaturi de ordinul câtorva mii de grade Celsius. După ce se va răci complet, pitica albă ce a fost cândva Soarele va deveni o pitică neagră.

Deoarece timpul necesar pentru ca o pitică albă să-și consume întreaga energie este mai mare, deocamdată, decât vârsta Universului, existența piticelor negre este doar postulată teoretic, niciuna dintre piticele albe care există în prezent nu au ajuns încă în acest stadiu. Unii oameni de știință susțin că și după ce se va răci complet, devenind o pitică neagră, Soarele nu se va opri aici, urmând să treacă printr-un nou colaps în sine ce-l va aduce în stadiul de stea neutronică și apoi, după un ultim colaps gravitațional, de această dată total, va ajunge în sfârșit în stadiul final, cel de singularitate gravitațională sau gaură neagră.

AGERPRES/(AS — autor: Codruț Bălu, editor: Mariana Ionescu, editor online: Andreea Lăzăroiu)