Убежать из пекла. Земля сможет пережить смерть Солнца, говорят учёные

Примерно через пять миллиардов лет наша звезда исчерпает своё водородное топливо, начнёт превращаться в красного гиганта и расширится в сотни раз. До сих пор считалось, что Земля будет поглощена Солнцем, как и Меркурий с Венерой, расположенные ещё ближе к нему.

Однако новое моделирование астрономов даёт надежду: наша планета может спастись. Правда, есть нюанс: всё зависит от того, насколько быстро Солнце «похудеет».

Титаническая борьба

Вопрос о том, погибнет ли Земля вместе с Солнцем, давно волнует учёных. Модели давали разные ответы. Одни предсказывали неминуемое поглощение планеты во время перехода звезды к фазе красного гиганта. Другие допускали сценарий спасения: дескать, Солнце станет легче, его гравитация уменьшится, благодаря чему Земля сможет отдалиться от него вглубь Солнечной системы.

Неясности в вопрос добавляли упрощённые модели приливных взаимодействий. Они, как выяснилось, могли сильно искажать картину.

Астрономы из Лёвенского католического университета (Бельгия) провели очередное исследование на эту тему. Оно опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics. Учёные заново просчитали судьбу Земли, используя более точные модели звёздной эволюции и приливных сил.

Ключевая идея в том, что происходит своего рода космическое «перетягивание каната». С одной стороны, когда Солнце начнёт расширяться, его гравитационное притяжение и мощные приливные эффекты начнут тормозить Землю, буквально «утягивая» её внутрь звезды. Это как если бы гигантский магнит притягивал к себе металлический шарик.

С другой стороны, умирающее светило начнёт терять массу: мощный звёздный ветер будет уносить его внешние оболочки в космическое пространство. Худея, Солнце ослабит свою гравитационную хватку, и планета, наоборот, может начать «отползать» от него на более безопасную орбиту.

«Судьба Земли зависит от тонкого баланса между этими двумя эффектами, — объясняет ведущий автор исследования Матс Эссельдерс из Института астрономии Лёвенского католического университета. — Если приливные взаимодействия возобладают, Земля будет поглощена. Если будет доминировать потеря массы, Земля спасётся, уйдя на более дальнюю орбиту».

Спастись, чтобы умереть позже

Новые расчёты показали, что приливные силы, утягивающие планету к Солнцу, должны оказаться слабее, чем считалось ранее. Это даёт Земле преимущество. В компьютерной симуляции она успешно перемещалась на расстояние 1,5–1,9 астрономической единицы — примерно туда, где сейчас находится орбита Марса. Меркурий и Венера, увы, в любом случае обречены: они будут поглощены пламенем разросшейся звезды.

Но есть и плохая новость. Даже если Земля как планета выживет, её поверхность станет абсолютно непригодной для жизни задолго до этого. Большинство учёных сходятся во мнении, что все живые существа столкнутся с неминуемым вымиранием уже через миллиард лет: Солнце разогреется настолько, что испарит океаны и превратит Землю в безжизненную пустыню. Снижение уровня углекислого газа лишит растения способности к фотосинтезу, а это неизбежно приведёт к гибели почти всей живности.

Возможно, единственной формой жизни на планете останутся организмы, живущие за счёт хемосинтеза. Их сообщества не зависят от солнечного света и фотосинтеза, получая энергию из окисления сероводорода и метана, поступающих из недр через океанические разломы. Для них не имеют значения температура воздуха, таяние льдов или солнечная радиация. Если планета сохранит тектоническую активность и гидротермальные источники на дне, жизнь сможет существовать сотни миллионов лет после того, как исчезнет последний след биосферы на поверхности.

Но для нас, людей, это будет, пожалуй, слабым утешением.

Обратились к аналогу Солнца

Авторы исследования подчеркивают: говорить с полной уверенностью о таком сценарии пока рано. Главная переменная здесь — это то, как быстро Солнце будет терять массу на финальной стадии. Этот вопрос до сих пор плохо изучен.

«Наибольшая неопределённость сегодня исходит не от приливных расчётов, а от того, сколько массы потеряет Солнце в будущем, — говорит Матс Эссельдерс. — Наблюдения за похожими на Солнце звёздами-гигантами указывают на то, что Земля выживет, но для уверенности в этом нам нужны более точные данные».

Чтобы проверить теорию, учёные обратились к реальной звезде L2 Кормы (L2 Puppis), которая находится примерно в 200 световых лет от нас и рассматривается как аналог будущего Солнца. Эта звезда-гигант сейчас стремительно теряет массу, а вокруг неё как раз вращается крупная планета. Тот факт, что она смогла выжить в пекле родной звезды, говорит в пользу спасительного сценария.

Окончательную точку в спорах может поставить запуск космического телескопа PLATO в конце 2026 года. Его цель — искать планеты у стареющих звёзд. Новые наблюдения покажут, насколько распространено выживание планет у красных гигантов, и помогут предсказать судьбу нашей родной Земли.