Panorama Astronomie Cât timp va lumina soarele încă Panorama - Societate - Tagesspiegel Mobil
Suntem deja îngrijorați de zilele calde de vară târzie, un septembrie strălucitor. Fie ca soarele să strălucească din nou mâine și poimâine și poimâine. Ar putea continua astfel până la sfârșitul timpului. Va fi, în general.
Raportul meteorologic astronomic înseamnă bine pentru noi și promite soare până când veți cădea. În următorii cinci miliarde de ani, căldura subtropicală își va găsi treptat drumul în Europa. La urma urmei, soarele este de două ori mai luminos pe cer decât este astăzi. Cu toate acestea, în următoarele două miliarde de ani cel târziu, binecuvântarea va fi transformată în opusul său, soarele se va extinde enorm și va devora planetele Mercur și Venus. Și apoi începe petrecerea finală la grătar pe globul nostru.
Oceanele încep să se evapore și treptat toată apa scapă în spațiu. Vremea biologică rămâne suportabilă cel mult pe lunile lui Jupiter pentru o perioadă scurtă de timp. Dar pe pământ căldura înseamnă sfârșitul întregii vieți. După mai multe rachete strălucitoare, soarele se odihnește în cele din urmă. Acolo unde a fost odată sistemul planetar, o nebuloasă gazoasă colorată va străluci timp de zeci de mii de ani. În cele din urmă, însă, doar o minge mică și fierbinte rămâne în centrul său, nu mai mare decât pământul. Acest soare ars, ars, se stinge în sfârșit ca jăratul unui foc de tabără seara târziu.
Desigur, există lacune de decenii în raportul meteorologic astronomic. Una sau alta epocă caldă sau de gheață nu contează aici. Măsurată în scări de timp cosmice, se mișcă ca un nor pe pământ. Ceea ce, pe de altă parte, a rămas același în ultimii cinci miliarde de ani și, din punct de vedere astronomic, nu se va schimba cu greu în următorii cinci miliarde de ani, sunt condițiile favorabile vieții de pe planeta noastră. Și asta în mijlocul unui univers extrem de inospitalier, în care temperaturile sar înainte și înapoi între milioane de grade și punctul rece absolut de minus 273 de grade.
Suntem foarte norocoși cu situația meteo generală. Datorăm această vară de viață poziției noastre extraordinare în cosmos și mai presus de toate favorii soarelui. Spre deosebire de multe alte stele, Mama Soare este extrem de bună în gestionarea energiei sale. Focul de fuziune din interiorul său dens a aprins aproape aceeași flacără din cele mai vechi timpuri. Câteva milioane de tone de hidrogen ard în centrul soarelui în fiecare secundă. Acest combustibil umple în mare măsură soarele ca o bilă uriașă de gaz. Câteva milioane de tone de hidrogen pe secundă - asta sună ca o cantitate mare de energie. Dar când ne gândim cât de departe este pământul de soare, pare din nou surprinzător că atât de multă căldură de vară ajunge la noi.
Ceea ce face sursa de energie atât de productivă este tipul eficient de combustie: fuziunea nucleară. La soare, mai întâi doi, apoi trei, apoi patru nuclei de hidrogen se fuzionează treptat pentru a forma un nucleu de heliu. Acest nucleu de heliu este mult mai ușor decât cele patru nuclee de hidrogen puse împreună. Restul masei este eliberat ca energie. Doar două grame de hidrogen emit atât de multă energie atunci când este fuzionat cu heliu, încât l-ai putea consuma aproape un an întreg, fără a fi nevoie să faci fără dușul zilnic, condusul în mașină sau masa caldă. Prin urmare, mulți cercetători visează ca într-o zi să poată intra în această sursă de pe pământ. Cu toate acestea, construcția instalațiilor de fuziune nucleară nu a progresat încă dincolo de stadiul experimental.
Unul dintre motivele pentru aceasta este temperatura ridicată care trebuie atinsă pentru a aprinde reacțiile de hidrogen: în interiorul soarelui este de aproape 16 milioane de grade. Chiar și la aceste temperaturi infernale, focul soarelui arde pe îndelete. Combustibilul va dura câteva epoci liniștite. Conform estimărilor astrofizicienilor, tot hidrogenul din miezul soarelui nu va fi transformat în heliu timp de cinci miliarde de ani. Sursa centrală de energie se stinge. Lumina nu se stinge imediat. Dimpotrivă: în straturile din afară, arderea hidrogenului continuă veselă. Și cu cât focul solar se deplasează spre exterior, cu atât se extinde mai mult învelișul de gaz. Soarele pufăie, temperatura suprafeței scade. Soarele nu mai apare galben, ci roșu.
Giganți roșii și pitici albi
Cercetătorii sunt acum familiarizați cu o serie de stele similare soarelui care se află deja în acest stadiu de dezvoltare, „uriașii roșii”. Acestea includ, de exemplu, Betelgeuse din constelația Orion sau steaua Antares din Scorpion. Soarele se va transforma și într-un „gigant roșu”. Va apărea deja de o mie de ori mai strălucitor înainte să treacă încă un miliard de ani. În cele din urmă, se va „extinde atât de mult încât aproape ajunge pe orbita pământului”, scriu geologul Peter Ward și astronomul Donald Brownlee de la Universitatea din Washington din Seattle în cartea lor recent publicată „Pământul nostru singuratic” (Springer-Verlag) și mai departe: „Universul va fi mai sărac de o singură planetă vie”.
Dar sfârșitul vieții pe pământ poate fi, de asemenea, un nou început. Ca un gigant roșu, soarele joacă un rol important în evoluția ulterioară a cosmosului. Numai în interiorul giganților roșii se pot forma carbon, oxigen și aproape toate celelalte elemente chimice, care au fost, de asemenea, importante pentru dezvoltarea vieții pământești. Faptul că a existat atât de mult carbon sau oxigen pe pământ acum 4,5 miliarde de ani poate fi atribuit doar faptului că acesta - inclusiv soarele - s-a născut foarte târziu. În latitudinile noastre, uriașii roșii sau chiar stelele mai grele trebuie să fi clocit aceste elemente și să ne pregătească calea mult mai devreme.
Soarele este, de asemenea, scufundat într-o astfel de perioadă de reproducere la sfârșitul timpului său sideral, va crește și crește și își va câștiga inițial energia din arderea de hidrogen a straturilor sale exterioare. Pe de altă parte, în nucleul său, tot hidrogenul este deja fiert în heliu și focul solar s-a stins. Nucleul se micșorează și se contractă sub propria greutate. Acum, când presiunea radiației care pătrunde din miezul soarelui a scăzut rapid, masele de gaz nu mai pot fi reținute. Miezul de heliu care se micșorează devine mai dens și mai fierbinte. Până brusc se instalează o nouă reacție de fuziune. La 100 de milioane de grade, heliul începe să se topească brusc în carbon. Explozia rezultată aproape rupe soarele. Blițul de heliu eliberează o astfel de cantitate de energie încât soarele își pierde o bună parte din masă. Ceea ce urmează este o fază turbulentă a vieții în care soarele face tot posibilul pentru a incuba carbonul și oxigenul.
Dar heliul se consumă mult mai repede decât hidrogenul. Miezul se micșorează din nou. Făcând acest lucru, însă, nu mai atinge temperaturi suficiente pentru a declanșa reacții nucleare suplimentare. Inima soarelui încetează să mai bată. Ceea ce rămâne este o bucată foarte densă și fierbinte de carbon și oxigen. Acolo unde este soarele astăzi, un „pitic alb” își va vedea sfârșitul peste șapte miliarde de ani. În fostul sistem solar va deveni din ce în ce mai întunecat. Iarna care se instalează atunci în această regiune a cerului ar putea dura pentru totdeauna.
Poate că sistemul nostru solar intră și într-un nou proces de reciclare cosmică: materia rămasă s-ar putea amesteca cu gaz proaspăt. De exemplu, când Calea Lactee se ciocnește cu galaxia vecină Andromeda care se apropie încet. În această coliziune, un nor de gaz dens și, în cele din urmă, un nou soare s-ar putea forma și în latitudinile noastre.