(Kuva: © Vadim Sadovski / Shutterstock)
Useimmat planeetat voivat olla olemassa pitkään, pitkään, mutta ne eivät voi kestää ikuisesti. Nälkäiset tähdet ja väkivaltaiset planeettanaapurit voivat tuhota maailman kokonaan, kun taas iskut ja liiallinen tulivuori voivat tehdä asuttavan maailman steriiliksi poistamalla planeetan veden. On myös paljon teoreettisia tapoja, jotka saattavat kirjoittaa planeetan lopun, mutta joita ei ole, sikäli kuin tiedämme.
"Planeetat kuolevat koko ajan aivan galaktisessa naapuristossamme", Sean Raymond, planetaarimallinntaja Bordeaux'ssa, Ranskassa sijaitsevassa Laboratoire d'Astrophysique de Bordeauxissa, kirjoitti blogisarja siitä, kuinka planeetat kuolevat. Raymond on tutkinut lukemattomia tapoja, joilla planeetat saattavat saavuttaa lopunsa. Vaikka kaikki planeetat eivät kuole, suurin osa lopulta löytää tiensä planetaariseen surmaajaan.
Ilmastokatastrofi
Maapallon ilmastosyklillä on tärkeä rooli sen varmistamisessa, että planeetta ei ole liian kuuma eikä liian kylmä elämän ylläpitämiseksi. Mutta ei vie paljon kuin ilmastonmuutos kalliossa maailmassa, kuten maassa, heitetään pois rytmistä, laukaistaen tapahtumia, jotka johtavat joko uskomattoman kuumaan planeettaan tai lumipallomaailmaan.
Maapallolla lämpötilaa säätelee ilmakehän hiilidioksidimäärä. Hiilidioksidi ja muut kasvihuonekaasut ilmakehässä (kuten vesi, metaani ja typpioksidi) toimivat huovana pitäen maapallon lämpimänä hidastamalla sitä, kuinka suuri osa auringon säteilystä palaa takaisin avaruuteen. Kun hiilidioksidi kerääntyy ilmakehään, se lämmittää planeetan pintaa, aiheuttaen sitä enemmän sadetta. Sitten sademäärä poistaa osan hiilidioksidista ilmakehästä ja kerää sen merenpohjan karbonaattikiviin, ja planeetta alkaa jäähtyä.
Jos hiilidioksidi kerääntyy ilmakehään nopeammin kuin se voi imeytyä kiviin, esimerkiksi lisääntyneen tulivuoren toiminnan vuoksi, se voi aiheuttaa karkaistun kasvihuoneilmiön. Lämpötilat voivat nousta veden kiehumispisteen yläpuolelle, mikä voi olla ongelma elämän ylläpitämisessä, koska kaikki elämä, kuten tiedämme, vaatii vettä. Nousevat lämpötilat voivat myös antaa ilmakehän paeta avaruuteen poistamalla suojakotelon, joka taipuu säteilyltä planeetan auringosta ja muista tähtiistä.
"Kasvihuoneiden lämmitys on ilmapiirin tosiasia ja se on jossain määrin toivottavaa", Raymond kirjoitti. "Mutta asiat voivat päästä käsistä."
Lämpö ei ole ainoa tapa, jolla ilmasto voi muuttua tappavaksi. Kun planeetta tulee tarpeeksi kylmäksi, siitä kehosta tulee lumipallo maailma, jään peittämä kivinen esine. Jää ja lumi ovat kirkkaita ja heijastavat suuren osan tähden lämmöstä takaisin avaruuteen, aiheuttaen maailman jäähtyä entisestään. Maailmassa, jolla on pinta-tulivuoria, purkaukset voivat siirtää hiilidioksidia ja muita kaasuja takaisin ilmakehään kuumentaen maailmaa takaisin. Mutta jos lumipallo-olosuhteet tapahtuvat planeetalla, jolla ei ole levytektonia - ja siten tulivuoria -, maailma voi olla pysyvästi lukittu lumipallo-tilaan.
Raymondin mukaan kaikki potentiaalisesti hengen kantavat planeetat ovat vaarassa ilmastonkatastrofi, joka voi tehdä planeetasta asumattoman, mutta ei tuhota sitä kokonaan.
Laava tai elämä
Naapurimaailmien hinaaja voi vetää planeetan kiertoradalle, mikä painostaa planeetan sisätilaa ja lisää maan keskikerroksen, vaipan, lämpöä. Tuon lämmön on löydettävä tapa paeta, ja tyypillisin menetelmä on tulivuoren läpi.
Tulivuoren toiminta voi vaikuttaa merkittävästi planeetan ympäristöön. Mukaan University Corporation for atmosfääritutkimus, tulivuoren ilmakehään heittämät kaasu- ja pölyhiukkaset voivat vaikuttaa planeetan ilmakehään, jäähdyttäen planeettaa ja varjostavan sitä tulevasta säteilystä. Vuonna 1815 purkautui Tamboran vuori, maan purkaman historian suurin purkaus, heitti niin paljon tuhkaa, että se laski maailman lämpötiloja, jolloin vuodesta 1816 tehtiin ns. "vuosi ilman kesää".
Tulivuoret voivat myös aiheuttaa päinvastaisen vaikutuksen - ilmaston lämpenemisen -, koska ne vapauttavat kasvihuonekaasuja ilmakehään. Toistuvat ja suuret tulivuorenpurkaukset voivat laukaista karkaavan kasvihuoneilmiön, joka muuttaisi maapallon kaltaisesta asuttavasta maailmasta jotain enemmän kuin Venus.
Meidän ei tarvitse etsiä kaukaa tosielämän esimerkkiä tulivuorimaailmasta. Jupiterin kuu Io on aurinkokunnan vulkaanisesti aktiivisin elin, ja satoja tulivuoreja purkautuu jatkuvasti. Raymondin mukaan maapallolla olisi kymmenen kertaa enemmän vulkaanista aktiivisuutta kuin Iolla, jos Io vetää yhtä paljon kuin Io on Jupiterin gravitaatiovoiman avulla.
Komeetan onnettomuus
Kiviset asteroidit ja jäiset komeetat ovat planeetan "muruja", jotka voivat aiheuttaa merkittäviä ongelmia naapurimaailmaansa, varsinkin kun jään ja kaasun jättiläiset heittävät heidät.
Kun planeetat asettuvat lopulliseen kiertoradalleen, niiden painovoimahieronta voi liikuttaa asteroideja ja komeeteja. Jotkut voidaan työntää planeettajärjestelmän laitamille, kun taas toiset heitetään sisäänpäin, törmääen lopulta kivisiin maailmoihin, joissa elämä saattaa yrittää kehittyä.
Ulommassa aurinkokunnassamme Neptunuksen lopulliset liikkeet asettuessaan pysyvälle kiertoradallaan ajoivat useita komeettoja sisäänpäin, kuljettaen niitä planeetalta planeetalle, kunnes ne saavuttivat Jupiterin. Jupiter heitti joitain näistä jäisistä ruumista ulospäin, mutta toiset heitettiin sisäänpäin kohti maata ajanjaksona, joka tunnetaan nimellä Myöhäinen voimakas pommitus.
Nykyään maassa on jatkuvasti noin 100 tonnia (90 tonnia) planeettojen välistä materiaalia päivittäin pölyn muodossa. NASA: n mukaan yli 100 jalkaa (100 metriä) suurempia esineitä kaatuu pinnalle vain noin 10 000 vuoden välein, kun taas yli kaksi kolmasosaa mailia (1 km) suurempia kappaleita kaatuu vain kerran useiden 100 000 vuoden välein. Lähellä maata olevien kohteiden tutkimuskeskus.
Kun jättiläinen planeetta heittää näitä tuhoisia murusia kohti aurinkoa, törmäykset piikkiin, ja iskut tapahtuvat useammin. Keskikokoiset esineet voivat heittää pölyä ja roskia ilmakehään, mikä voi häiritä ilmakehän prosesseja. Jättiläiset vaikutukset voivat aiheuttaa vieläkin suppeampia vaikutuksia, ei pelkästään tuhojen vuoksi maassa nolla, vaan myös siitä syystä, että ne voivat heittää riittävästi roskia aiheuttamaan vaikutus talvi, heittäen planeetan minijääkauteen. Jos riittävästi vaikutuksia syntyy peräkkäin, ilmastovaikutukset voisivat rakentua toisiinsa, kunnes ne lopulta tekivät maailman asumattomaksi.
Muiden tähtien ympäriltä löydettyjen planeettajäännösten havaintojen perusteella Raymond laski, että galaksissa noin miljardi maapallon kaltaista planeettaa tuhoutuu lopulta asteroidien pommituksella.
Huono iso veli
Koska aurinkojärjestelmän massiivisin esine auringon jälkeen, Jupiter toimii kuin suojaava iso veli, joka suojaa pienempiä kivisiä planeettoja roskilta, ja jättiläiset, jotka ympäröivät muita maailmoja, todennäköisesti pelaavat samaa roolia. Mutta jos Jupiterin kaltainen kaasujätteestä tulee epävakaa, sillä voi olla tuhoisa vaikutus sen ympärillä oleviin pienempiin maailmoihin.
Tähtien muodostumisen jälkeen levy jäljellä olevasta materiaalista aiheuttaa planeettoja. Levyn kaasun ja pölyn painovoimahinaajat aiheuttavat voiman planeetoille ja voivat pitää kaasujättiläitä linjassa muutaman ensimmäisen miljoonan vuoden ajan. Kun se on mennyt, planeetat voivat kuitenkin muuttaa kiertoradaltaan helpommin. Koska jättiläinen planeetta on paljon pienempi kuin heidän kiviset sisaruksensa, niiden painovoimapainot voivat tehdä merkittävän eron pienempien planeettojen kiertoratojen siirtämisessä. Mutta suuret maailmat eivät ole immuuneja; kaksi jättiläinen planeetta voi hinata toisiaan, ja voi jopa kulkea erittäin lähellä toisiaan. Raymondin mukaan nämä jättiläiset törmäävät harvoin, tarjoamalla sen sijaan painovoimapotkuja toisilleen. Lopulta jotkut maailmat voisivat olla potkut ulos kiertoradalla kokonaan ja saatetaan kellumaan avaruuden läpi kiinnittämättä mihinkään tähtiin.
Raymond laski, että kaasu jättiläiset ovat tuhottaneet noin viisi miljardia kallioista maailmaa. Suurin osa tuhoista tapahtui todennäköisesti pian planeettojen muodostumisen jälkeen. Kuitenkin kourallinen tapahtui todennäköisesti myöhemmin järjestelmän elinaikana, kun elämällä oli aika kehittyä. Jos vain 1% kaasujätteistä tuli epävakaiksi myöhemmin planeetta-elinaikanaan, niin on mahdollista, että 50 miljoonaa planeettajärjestelmää on tuhonnut asutut maailmat heittämällä ne tähtiinsä.
Tähtien välipala
Kuten planeetat, tähdet voivat tulla loppumaan, ja niiden muutoksella voi olla rajuja vaikutuksia niitä kiertäviin planeettoihin.
Punainen kääpiö tähtiäesimerkiksi voi kestää yli 100 miljoonaa vuotta saavuttaakseen pitkäaikaisen kirkkautensa, kymmenen kertaa pidempään kuin aurinko. Punaisen kääpiön kiertävät planeetat voivat olla asumisalueella muutaman miljoonan vuoden ajan, mutta tähden kasvaessa kirkkaampi mikä tahansa elämää ylläpitävä vesi voi haihtua korkeampien lämpötilojen alla.
Kuumat, punaista kääpiötä kiertävät planeetat voisivat silti ylläpitää elämää. "Emme tiedä, kuivataanko tämä prosessi planeettoja kokonaan vai riisuttaako vain muutama meren ulkopinta", Raymond kirjoitti. "Jos planeetalla on tarpeeksi vettä loukkuun sisätilaansa (Maan uskotaan olevan muutama kertainen pintavesistään vaipan sisällä), niin se voi kestää valtamerten menetykset myöhemmin tyhjentämällä uusia. Se on monimutkainen vuorovaikutus geologian ja tähtitieteen välillä ja lopputulosta ei tunneta - toistaiseksi. " Raymond arvioi että punainen kääpiönsä on saattanut kuivua 100 miljardia planeettaa.
Aurinkoiset tähdet antavat asuttaville planeetoille enemmän aikaa pitää kiinni vedessä, antaen elämälle mahdollisuuden. Mutta myös auringon lämpötila muuttuu, kirkkuu hitaasti miljardien vuosien ajan. Raymond sanoi, että miljardissa vuodessa planeetta ei enää ole asuttamisvyöhykkeellä; vesi ei enää jää nestemäiseksi maan pinnalla. Sen sijaan planeetalla tapahtuu nopea kasvihuoneilmiö ja lopulta loppuu Venuksen kaltainen.
Kun auringonmuotoinen tähti saavuttaa 10 miljardia vuotta vanhaa, siitä loppuu vety ja se laajenee jonnekin välille, joka on 100-200 kertaa nykyinen koko. (Aurinkomme on 4,5 miljardia vuotta vanha, joten meillä on jonkin aikaa ennen kuin tämä tapahtuu.) Aurinkokunnassa Venus ja Mercury ovat tähti nielaisi, kun taas auringon muuttuva painovoima työntää Marsia ja ulkoplaneettoja kauemmaksi. Maa on aivan reunalla ja voi kärsiä joko kohtalosta. Hitaasti kirkas tähti kuluttaa todennäköisesti suunnilleen 4 miljardia kallioista maailmaa.
Massiivisimmat tähdet räjähtävät sisään tulinen supernova muutaman miljoonan vuoden suhteellisen lyhyen käyttöiän jälkeen. Näiden massiivisten tähtien ympäriltä ei ole löytynyt planeettoja, mutta se voi johtua siitä, että etsittäviä massiivisia tähtiä on niin vähän ja eksoplaneettoja on edelleen vaikea löytää, Raymond kirjoitti. Joka tapauksessa näiden räjähtätähtien ympärillä olevat planeetat tuhoutuvat todennäköisesti tähden räjähtävässä kuolemassa.
Tämän artikkelin inspiraationa on tähtitieteilijä Sean Raymondin sarja Kuinka planeetat kuolevat.
Lisäresurssit:
- Lisätietoja planeetan evoluutiosta Sean Raymondin PlanetPlanet-blogi.
- Lue lisää aiheesta Maapallolle päästävät planeetta "murut", Läheisten Maapallon esineiden keskuksesta.
- Lisätietoja eroista erityyppisiä tähtiä.
