Всупереч наявним прогнозам, Земля може уникнути поглинання Сонцем. Нове дослідження описує інший сценарій, за яким наша планета здатна пережити фазу червоного гіганта і зберегтися на орбіті білого карлика, що сформується після трансформації зорі.
Не поглинання, а міграція
Приблизно через 5 млрд років Сонце вичерпає водень у ядрі. Воно перетвориться на червоного гіганта, чия зовнішня оболонка розшириться настільки, що поглине Меркурій і Венеру. Багато моделей передбачали таку саму долю і для Землі.
Команда під керівництвом Матса Есселдурса з Інституту астрономії Левенського католицького університету перерахувала параметри гравітаційної взаємодії між зорею, що старіє, та її планетами, повідомляє Space.com. Виявилося, що припливні сили, які притягують Землю до Сонця, у нових моделях помітно слабші, ніж вважали раніше.
Водночас зоря скидає величезну кількість газу через потужні вітри, втрачаючи близько половини своєї маси, а потік скинутої речовини відштовхує планети. Слабшаючи, її гравітація відпускає планети на ширші орбіти. За оцінками, ці світи можуть збільшити свою відстань від Сонця приблизно вдвічі.
Доля Землі залежить від крихкої рівноваги між цими двома ефектами. Якщо припливна взаємодія переважатиме, нашу планету поглине. Якщо домінуватиме втрата маси, вона вислизне на безпечнішу орбіту. Попередні роботи суперечили одна одній саме тому, що по-різному враховували ці конкуруючі процеси.
Що змінилося в моделях
У новій роботі науковці відмовилися від застарілих формул і застосували оновлені розрахунки припливних сил. Цей підхід враховує зміни внутрішньої структури та динаміки старіючих зір, що дозволило точніше змоделювати тертя і вітри одночасно.
Результати випробували для різних сценаріїв втрати маси на фінальній стадії гіганта. Модель показала, що навіть при слабшому припливному гальмуванні Меркурій і Венера не встигають віддалитися швидше, ніж розширюється зоря, тому їх неминуче поглине.
Натомість Земля і Марс безпечно мігрують крізь обидві гігантські фази Сонця. Моделювання також вказує на те, що планети-гіганти здатні пережити обидві фази, однак їхні орбіти можуть дестабілізуватися через взаємні гравітаційні збурення. Зрештою Земля займе ширшу орбіту навколо білого карлика.
Картина далека від остаточної
Автори наголошують, що дослідження не гарантує виживання. Воно лише зміщує фокус невизначеності. Задовго до цього, приблизно через мільярд років, Земля стане непридатною для життя через поступове зростання яскравості Сонця, тому доля планети після трансформації зорі — це радше питання про фізичне виживання самого небесного тіла, а не про можливість існування життя на ньому.
Головним невідомим тепер є не припливне гальмування, а точна кількість маси, яку Сонце втратить на останніх етапах еволюції. Спостереження за подібними до Сонця зорями на стадії червоного гіганта поки що свідчать на користь того, що Земля як небесне тіло вціліє. Але для певності потрібно більше даних. Стаття опублікована в рецензованому журналі Astronomy & Astrophysics, препринт доступний на arXiv.
