Güneş sistemi nasıl ve ne zaman ölecek?

2024 Yazar: Malcolm Clapton | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 04:13

Hala biraz daha zamanımız var, yaklaşık 5-7 milyar yıl.

Daha önce, iki uydu Dünya'nın etrafında dönüyordu ve daha sonra birleştiler. Satürn'ün uydusu Titan, gezegenimizin ideal bir benzeridir, pekala yaşamı olabilir. Ve Jüpiter ile Plüton arasındaki asteroitlere nedense "centaur" denir. Uzayla ilgili bu ve diğer gerçekleri “Dünyanın iki Ay'ı Olduğunda” kitabından öğrenebilirsiniz. Yakın zamanda “Alpina kurgusal olmayan” yayınevi tarafından yayınlanan yamyam gezegenler, buz devleri, çamur kuyruklu yıldızlar ve gece gökyüzünün diğer armatürleri”.

Güneş sistemi tarihine büyüleyici bir gezinin yaratıcısı, Amerikalı gezegen bilimcisi ve astronom Eric Asfog'dur. Yazar sadece Tucson'daki Gezegenler ve Ay Çalışmaları Laboratuvarı'nda çalışmakla kalmıyor, aynı zamanda NASA seferlerine aktif olarak katılıyor. Örneğin, Jüpiter ve uydularını inceleyen Galileo misyonu. Lifehacker, bilim insanının çalışmasının ilk bölümünden bir alıntı yayınlıyor.

Soğuk çalıştırıldığında bazen alevlenen içten yanmalı bir motor gibi, genç Güneş ilk birkaç milyon yıl boyunca düzensiz yüksek aktivite patlamaları yaşadı. Bu gelişim aşamasından geçen yıldızlara, ilgili takımyıldızında iyi çalışılmış aktif bir yıldızdan sonra T Tauri yıldızları denir. Doğum sancıları aşamasını geçtikten sonra, yıldızlar sonunda en ağır ve en parlaklarının mavi, devasa ve çok sıcak, en küçüklerinin ise kırmızı, soğuk ve donuk olduğu kuralına uyarlar.

Bilinen tüm yıldızları solda mavi yıldızlar, sağda kırmızı yıldızlar, altta sönük olanlar ve üstte parlak olanlar olacak şekilde bir grafik üzerinde çizerseniz, genellikle sol üstten başlayan bir çizgi boyunca sıralanırlar. köşe sağ alt köşeye. Bu çizgiye ana dizi denir ve sarı Güneş tam ortasındadır. Ayrıca, ana dizinin pek çok istisnası ve ana diziye henüz gelişmemiş genç yıldızların ve onu çoktan terk etmiş yaşlı yıldızların bulunduğu dallar vardır.

Çok sıradan bir yıldız olan güneş, 4,5 milyar yıl boyunca ısısını ve ışığını neredeyse sabit bir yoğunlukta yayar. Son derece ekonomik olarak yanan kırmızı cüceler kadar küçük değildir. Ama süpernovaya giden mavi devlerde olduğu gibi 10 milyon yılda yanacak kadar büyük değil.

Güneşimiz iyi bir yıldız ve hala tankımızda yeterli yakıt var.

Parlaklığı kademeli olarak artıyor, başlangıcından bu yana yaklaşık dörtte bir oranında arttı, bu da onu ana sekans boyunca hafifçe kaydırdı, ancak bunun için başka herhangi bir iddiada bulunmayacaksınız. Elbette, zaman zaman Güneş bir manyetoelektrik balonu püskürttüğünde ve gezegenimizi radyasyon akışlarıyla yıkadığında, zaman zaman koronal kütle püskürmeleri ile karşılaşıyoruz. bu olayla ilişkili bir elektromanyetik darbe, elektrik şebekesinin büyük bölümlerinin çalışmasını birkaç haftadan iki yıla kadar bir süre boyunca bozabilir. 1859'da, modern tarihin en büyük koronal püskürmesi, telgraf ofislerinde ve muhteşem aurora borealis'te kıvılcımlara neden oldu. 2013 yılında, Londra sigorta şirketi Lloyd's, modern Amerika Birleşik Devletleri'nde böyle bir koronal emisyondan kaynaklanan hasarın 0,6 ila 2,6 trilyon dolar arasında olacağını tahmin ediyordu. … Ancak diğer gezegen sistemlerinde olanlarla karşılaştırıldığında, bu aktivite tamamen zararsızdır.

Ama bu her zaman böyle olmayacak. Yaklaşık 5-7 milyar yıl içinde, bizim için gezegenlerin yörüngelerini terk edeceği son kargaşa olan "tanrıların alacakaranlığı" başlayacak. Ana diziden ayrıldıktan sonra, Güneş bir kırmızı dev olacak ve birkaç milyon yıl içinde Merkür, Venüs ve muhtemelen Dünya'yı yutacak. Sonra büzülerek kütlesinin yarısını uzaya fırlatacak. Komşu yıldızlardan gelen gökbilimciler, birkaç bin yıl içinde kaybolacak olan "yeni", genişleyen bir köpüklü gaz kabuğunu göklerinde gözlemleyebilecekler.

Güneş, bedenleri kozmik hayaletler olarak yıldızlararası uzayda dolaşmaya gidecek olan dış Oort bulutunu artık tutmayacak. Yıldızdan geriye kalanlar, yerçekimi enerjisinden gelen beyaz ışıkla parlayan son derece yoğun bir beden olan beyaz bir cüce haline gelinceye kadar büzülür - zar zor canlı ama parlak, Dünya'nın boyutunda ama milyarlarca kat daha ağır. Bunun, kısmen Güneş'in sıradan bir yıldız olması nedeniyle güneş sistemimizin kaderi olduğuna inanıyoruz ve evrimin çeşitli aşamalarında bu tür yıldızların birçok örneğini görüyoruz ve kısmen de bu tür süreçlere ilişkin teorik anlayışımız ileriye sıçradı ve gözlem sonuçlarıyla iyi bir uyum içindedir.

Kırmızı devin genişlemesi sona erdikten ve Güneş beyaz bir cüce haline geldikten sonra, gezegenler, asteroitler ve iç güneş sisteminin diğer kalıntıları - önce gazdaki yavaşlama nedeniyle ve daha sonra nedeniyle - spiral şeklinde üzerine düşmeye başlayacaktır. gelgit kuvvetlerinin etkisi - süper yoğun kalıntılar olana kadar yıldızlar gezegenleri birer birer parçalara ayırmayacak. Sonunda, esas olarak Dünya ve Venüs'ün parçalanmış mantolarından oluşan ve yok edilen yıldızın üzerine spiral olarak inecek olan, dünya benzeri malzemelerden oluşan bir disk olacak.

Bu sadece bir hayal değil: astronomlar bu resmi, kaya oluşturan elementlerin -magnezyum, demir, silikon, oksijen - yıldızın atmosferinde yıldız atmosferinde mevcut olan miktarlarda mevcut olduğu birkaç komşu "kirli beyaz cücenin" spektroskopik göstergelerinde görüyorlar. olivin gibi silikat sınıfından minerallerin bileşimi. Bu, geçmişin Dünya benzeri gezegenlerinin son hatırlatıcısıdır.

***

Güneş'ten çok daha büyük yıldızların etrafında oluşan gezegenlerin kaderi daha az ilginç olacak. Devasa yıldızlar şiddetli füzyonda hidrojen, helyum, karbon, nitrojen, oksijen ve silikon tüketerek yüz milyonlarca derecelik sıcaklıklarda yanarlar. Bu reaksiyonların ürünleri, yıldız kritik bir duruma gelene ve bir süpernova gibi patlayana kadar giderek daha ağır elementler haline gelir, iç kısımlarını birkaç ışık yılı çapında dağıtır ve aynı zamanda neredeyse tüm ağır elementleri oluşturur. Etrafında oluşmuş olabilecek gezegen sisteminin geleceği sorusu retorik bir soruya dönüşüyor.

Artık tüm gözler, Orion takımyıldızının sol omzunu oluşturan parlak bir yıldız olan Betelgeuse'a çevrildi. Dünya'dan 600 ışıkyılı uzaklıkta, yani çok uzakta değil ama neyse ki en yakın komşularımızdan biri değil. Betelgeuse'un kütlesi Güneş'inkinin sekiz katıdır ve evrimsel modellere göre yaklaşık 10 milyon yaşındadır.

Birkaç hafta içinde, bu yıldızın patlaması, parlaklık açısından Ay'ın parlaklığıyla karşılaştırılabilir olacak ve ardından solmaya başlayacak; Bu sizi etkilemediyse, 1 astronomik birim mesafeden yakındaki bir bahçede patlayan bir hidrojen bombasını izlemek gibi olduğunu unutmayın. Jeolojik zaman boyunca, süpernovalar Dünya'ya çok daha yakın bir yerde patladı, gezegenimizi ışınladı ve bazen üzerinde kitlesel yok oluşlara yol açtı, ancak bize en yakın yıldızların hiçbiri şimdi patlamayacak.

Bu tür bir süpernova için "vuruş bölgesi" 25 ila 50 ışıkyılı arasındadır, bu nedenle Betelgeuse bizim için bir tehdit oluşturmaz.

Nispeten yakın ve devasa bir boyuta sahip olduğundan, bu yıldız teleskopla ayrıntılı olarak görebildiğimiz ilk yıldızdır. Görüntülerin kalitesi düşük olsa da, Betelgeuse'un, 30 yılda kendi ekseninde bir devrim yapan, kısmen sönmüş bir balona benzeyen garip bir şekilde düzensiz bir küre olduğunu gösteriyorlar. Pierre Kervella ve diğerleri, “The Close Circumstellar Environment of Betelgeuse V. Rotation Velocity and Molecular Envelope Properties from ALMA,” Astronomy & Astrophysics 609 (2018) tarafından yazılan ve muhtemelen küresel termal dengesizlikten kaynaklanan devasa bir tüy veya deformasyon görüyoruz. Her an patlamaya gerçekten hazır gibi görünüyor. Ama gerçekte, herhangi birimizin bu olayın ışığını görme şansına sahip olması için, Kepler ve Shakespeare günlerinde Betelgeuse'un paramparça olması gerekiyordu.

Devasa bir yıldız patladığında, kimyasal mutfağının kapıları menteşelerinden fırlar. Termonükleer ocaktan çıkan küller her yöne saçılır, böylece helyum, karbon, nitrojen, oksijen, silikon, magnezyum, demir, nikel ve diğer füzyon ürünleri saniyede yüzlerce kilometre hızla yayılır. Hareket sırasında, maksimum 60 atomik birim kütleye ulaşan bu atom çekirdekleri, çökmekte olan yıldız çekirdeğinden çıkan bir yüksek enerjili nötron akışı (kütlesi protonlara eşit, ancak elektrik yükü olmayan parçacıklar) tarafından yoğun bir şekilde bombalanır..

Zaman zaman, bir atomun çekirdeğiyle çarpışan bir nötron, kendisini ona bağlar; tüm bunların sonucunda bir süpernova patlamasına, yaşamın varlığı için gerekli olduğu düşünülen daha karmaşık elementlerin yanı sıra birçok radyoaktif elementin hızlı sentezi eşlik eder. Bu izotopların bazılarının yarılanma ömrü yalnızca saniyedir, diğerleri, örneğin ⁶⁰Fe ve ²⁶Al, ilk-gezegenimsi bulutsumuzun oluşumunu aldığı yaklaşık milyon yılda bozunma ve üçüncüsü, diyelim ki ²³⁸U, gidilecek uzun bir yol var: milyarlarca yıl boyunca jeolojik ısıtma sağlarlar. Üst simge, çekirdekteki toplam proton ve nötron sayısına karşılık gelir - buna atom kütlesi denir.

Betelgeuse patladığında olan budur. Bir saniye içinde çekirdeği bir nötron yıldızı boyutuna küçülecek - bir çay kaşığının bir milyar ton ağırlığında olduğu kadar yoğun bir nesne - ve muhtemelen bir kara delik haline gelecek. Aynı anda, Betelgeuse yaklaşık 10⁵⁷ enerjiyi o kadar hızlı taşıyan nötrinolar ki şok dalgası yıldızı parçalayacak.

Atom bombasının patlaması gibi olacak ama trilyonlarca kat daha güçlü olacak.

Dünya'dan gözlemciler için, Betelgeuse, yıldız gökyüzünün bir bölümünü ışıkla doldurana kadar birkaç gün içinde parlaklığını artıracak. Önümüzdeki birkaç hafta içinde, sönecek ve ardından merkezindeki kompakt bir canavar tarafından ışınlanan bir gaz bulutunun parıldayan nebulasına doğru süzülecek.

Süpernovalar, iki nötron yıldızı karşılıklı çekim tuzağına düştüğünde ve bir çarpışmaya dönüştüğünde meydana gelen kilolu patlamalara kıyasla soluk renklidir. … Bu iki cisim zaten akıl almaz derecede yoğundur - her biri 10 kilometrelik bir asteroidin hacminde paketlenmiş Güneş'in kütlesine sahiptir - bu nedenle birleşmeleri yerçekimi dalgalarına, uzay ve zamanın yapısında dalgalanmalara neden olur.

Uzun zamandır tahmin edilen yerçekimi dalgaları ilk olarak 2015 yılında LIGO adı verilen milyar dolarlık bir aletle kaydedildi İlk yerçekimi dalgası, Lazer İnterferometre Yerçekimi-Dalga Gözlemevi (LIGO) tarafından Eylül 2015'te kaydedildi. 1.3 mesafedeki iki kara deliğin birleşmesi Dünya'dan milyar ışık yılı uzakta. (Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi, "Lazer İnterferometrik Yerçekimi Dalgası Gözlemevi"). Daha sonra, 2017'de, yerçekimi dalgası, şimşek ve şimşek gibi tamamen farklı bir cihaz tarafından kaydedilen bir gama radyasyonu patlamasıyla 1,7 saniyelik bir farkla geldi.

Yerçekimi ve elektromanyetik dalgaların (yani fotonların) milyarlarca yıl boyunca uzayda ve zamanda seyahat etmesi şaşırtıcıdır ve görünüşe göre bunlar birbirinden tamamen bağımsızdır (yerçekimi ve ışık farklı şeylerdir), ancak yine de aynı zamanda. Belki bu önemsiz veya öngörülebilir bir fenomendir, ancak kişisel olarak benim için yerçekimi ve ışığın bu eşzamanlılığı Evrenin birliğini derin anlamlarla doldurdu. Bir milyar yıl önce, bir milyar ışıkyılı önce bir kilonova patlaması, sanki uzayın derinliklerinde bir yerde var olabileceklerle daha önce hiç bir bağlantınız olmadığınızı hissettiren uzak bir çanın sesi gibi görünüyor. Ay'a bakmak, sevdiklerinizi düşünmek ve onların da onu gördüğünü hatırlamak gibi.

Evrenin nasıl ortaya çıktığını, başka nerede yaşam olabileceğini ve gezegenlerin neden bu kadar farklı olduğunu öğrenmek istiyorsanız bu kitap tam size göre. Eric Asfog, genel olarak güneş sisteminin ve kozmosun geçmişi ve geleceği hakkında ayrıntılı olarak konuşuyor.

Alpina Non-Fiction, Lifehacker okuyucularına TWOMOONS promosyon kodunu kullanarak When the Earth Had Two Moons'un kağıt versiyonunda %15 indirim sağlıyor.