Planety nie są wieczne. Podobnie jak gwiazdy, przechodzą przez określone cykle życiowe: powstawanie, ewolucję i ostatecznie śmierć. Jednakże czas trwania tych etapów różni się znacznie w zależności od rodzaju gwiazdy, wokół której krąży planeta. Jeśli los Ziemi będzie powiązany z ewolucją Słońca, wówczas wiele planet wokół mniejszych, chłodniejszych gwiazd mogłoby przetrwać biliony lat. Zrozumienie długości życia planet to nie tylko astronomia teoretyczna; wyjaśnia, jak rzadkie są warunki podobne do ziemskich, i rodzi pytania dotyczące długoterminowej możliwości zamieszkania w innych światach.
Etapy istnienia planet
Planety zaczynają jako mikroskopijne cząsteczki pyłu w dyskach wokół młodych gwiazd, stopniowo zwiększając swój rozmiar w wyniku zderzeń. Gazowe olbrzymy, takie jak Jowisz, najpierw tworzą skaliste/lodowe jądro, zanim akreują gaz, podczas gdy skaliste planety, takie jak Ziemia, doświadczają późnego etapu bombardowania po rozproszeniu dysku gazowego. Dokładna kolejność tych procesów jest nadal przedmiotem dyskusji naukowców.
Jednak określenie „końca” planety jest trudnym zadaniem. Czy to zniszczenie, czy tylko zmiana warunków? Jak wyjaśnia planetolog z Uniwersytetu Stanforda, Matthew Reinhold, planeta może „wylądować”, gdy nie będzie już wspierać środowiska, które z nią kojarzymy.
Wpływ Słońca na losy Ziemi
Długość życia Ziemi jest bezpośrednio powiązana z ewolucją Słońca. Za około 5 miliardów lat naszemu Słońcu zabraknie paliwa wodorowego, zamieni się w czerwonego olbrzyma i ostatecznie zapadnie się. Według astrofizyka Seana Raymonda oznacza to, że Ziemia początkowo nie będzie nadawała się do zamieszkania, gdy Słońce jaśnieje, a oceany wyparowują. Może zostać następnie wchłonięta przez rozszerzające się Słońce lub wyrzucona w przestrzeń międzygwiazdową.
Obliczenia pokazują, że Ziemia będzie istnieć łącznie przez około 9,5 miliarda lat. Jest to jednak stosunkowo krótki okres czasu w porównaniu z planetami krążącymi wokół czerwonych karłów.
Czerwone karły: mistrzowie długowieczności
Większość gwiazd nie jest żółtymi karłami jak nasze Słońce; Są to czerwone karły – mniejsze, chłodniejsze i o znacznie dłuższej żywotności. Gwiazdy te spalają paliwo tak wolno, że mogą przetrwać biliony lat.
W przypadku planet krążących wokół czerwonych karłów koniec może nie nastąpić w wyniku śmierci gwiazdy, ale w wyniku procesów wewnętrznych. Modele Reinholda pokazują, że planety podobne do Ziemi krążące wokół czerwonych karłów prawdopodobnie nie nadadzą się do zamieszkania z powodu ustania konwekcji w płaszczu (30–90 miliardów lat) lub topnienia płaszcza (16–23 miliardów lat) na długo przed śmiercią ich gwiazd. Nawet najkrótsze szacunki sugerują, że światy te mogłyby nadawać się do zamieszkania przez miliardy lat.
Losy gazowych gigantów i gorętszych gwiazd
Większe, gorętsze gwiazdy mają znacznie krótszą żywotność. Na przykład planeta krążąca wokół gwiazdy klasy A może przetrwać tylko 100 milionów do 1 miliarda lat. Gazowe olbrzymy mogą również utracić atmosferę w ciągu milionów do miliardów lat, jeśli zostaną wystawione na intensywne promieniowanie gwiazdowe.
Przez długie okresy czasu nawet stabilne planety stają przed możliwością kolizji lub wyrzucenia ze swoich układów gwiezdnych. Ostatecznie losy tych światów mogą zależeć od końca samego Wszechświata, gdyż wyrzucone planety będą na zawsze wędrować w pustce.
Podsumowując, długość życia planet jest niezwykle zróżnicowana i waha się od miliardów do bilionów lat. Gwiazda, wokół której krąży planeta, decyduje o jej losie w znacznie większym stopniu niż jakikolwiek proces wewnętrzny. Chociaż czas Ziemi jest ograniczony ewolucją Słońca, niezliczone światy wokół czerwonych karłów mogą istnieć przez niewyobrażalnie długie okresy, co sugeruje, że długoterminowe zamieszkiwanie jest znacznie częstsze, niż wcześniej sądzono.
