п`ятниця, 21 червня

Учені вперше побачили, як зірка зжирає планету. Така доля через мільярди років може спіткати й Землю. Але якби й ні, нас все одно убʼє Всесвіт. Розповідаємо про можливі сценарії реального кінця світу

Третього березня 2023 року науковий журнал Nature опублікував дослідження, в якому астрономи описали, як зірка поглинає планету — сам процес поглинання вони зафіксували вперше. Відкриття зробили майже випадково — астрономи вивчали, як зірки поглинають одна одну, але побачили газового гіганта, схожого на Юпітер, якого активно «поїдала» зірка. Наше Сонце (а це теж зірка), на думку астрономів, поки ще нікого не поглинало, але за пʼять мільярдів років може почати, і цілком можливо, що в меню опиниться Земля. Однак саме цей момент люди точно не застануть — усе живе на планеті помре задовго до епохальної трапези. «Бабель» розповідає, як може виглядати кінець світу та чому людству варто боятися Всесвіту.

Що саме побачили астрономи?

У 2020 році астрономи Массачусетського технологічного інституту почали вивчати зіркові системи у Паломарській обсерваторії в Каліфорнії. Вони шукали бінарні зіркові системи, тобто такі, де є дві зірки — щоб побачити, як більша поглинає меншу. Але побачили інше.

У галактиці Чумацький Шлях, у сузірʼї Орла, за 12 000 світлових років від Землі температура однієї з зірок підвищилася майже в сто разів. Учені дійшли висновку, що обʼєкт, який поглинала зірка, був явно менший за іншу зірку, а навколо було багато холодного газу. Отже, зірка поглинала планету, газового гіганта на кшталт Юпітеру, який обертався дуже близько до цієї зірки, поступово наближаючись.

Зіркова «трапеза» тривала близько ста днів. Спершу зірка потроху руйнувала поверхню планети, утворивши хмари з пилу та газу. Фінал тривав днів десять — планета почала руйнуватися і зрештою впала на зірку.

«Такою може бути й доля Землі. Ми побачили те, з чим планета зіткнеться через пʼять мільярдів років», — каже Кішалай Де, науковий співробітник Массачусетського технологічного інституту, один з авторів дослідження.

А як учені раніше знали, що таке взагалі можливо, якщо ніколи не бачили?

Науковці зʼясували це за непрямими доказами, на основі аналізу хімічного складу деяких зірок. Близько половини зіркових систем у нашій галактиці є бінарними, тобто мають дві зірки, які обертаються навколо спільного центру тяжіння. Саме за такими й спостерігали в Паломарській обсерваторії. Це зірки-близнюки, їхній хімічний склад має бути однаковим.

Але іноді спектральний аналіз давав різні дані — в одного близнюка могло бути набагато більше заліза та інших металів, аніж в іншого. А оскільки зірки складаються з водню та гелію, метали не можуть взятися у них нізвідки. А от планети складаються з металів — заліза, літію, титану тощо. Тому вчені зробили висновок, що деякі зірки просто поглинають планети.

Це відбувається через гравітаційну взаємодію з іншими планетами та космічними обʼєктами, в результаті якої планета поступово наближається до зірки. Наприклад, у 2017 році в журналі Earth and Planetary Science Letters вийшло дослідження, автори якого доводили, що Марс у Сонячній системі спочатку знаходився удвічі далі від Сонця, ніж тепер. Але гравітація Юпітеру «підштовхнула» його ближче. З іншого боку, й самі зірки з віком стають більшими. Помираючи, вони перетворюються на червоних гігантів — це клас зірок, які активно ростуть, поглинаючи планети навколо себе.

Модель взаємодії планети з оболонкою зірки.

А інколи планети завдають удару у відповідь. Група вчених Каліфорнійського університету на чолі з Рікардо Ярсою побудувала модель, яка показала, що планета з великою масою теоретично може пережити поглинання зіркою. Така планета розштовхує газ оболонки зірки зі свого шляху, створюючи надзвукову ударну хвилю. Це може «зірвати» оболонку зірки й по суті знищити її. А сама планета може вижити, хоча нічого живого на ній, звісно, не залишиться.

Вчені поки що не бачили, як планета, яку зірка намагається поглинути, знищує її у відповідь — це суто теоретична модель. Але є гіпотеза, що вони вже бачили результат такого процесу. Наприклад, у системі Kepler-70 з сузірʼя Лебедя астрономи знайшли планету, що обертається дуже близько до мертвої зірки — ядра, що вже оголилося, але в якому ще триває термоядерний синтез. Скоріше за все, зірка перед смертю намагалася поглинути цю планету, а натомість планета знищила її.

То Сонце колись знищить Землю?

Найімовірніше, однак не факт. Коли через декілька мільярдів років Сонце почне перетворюватися на червоного гіганта, воно точно поглине Меркурій і Венеру, а от Земля поки під питанням — Сонце не настільки велике, і навіть розширившись, може не дотягнути до Землі. Втім, навіть якщо нашу планету не «зʼїдять», жити на ній все одно не вийде, бо Сонце буде занадто близько, температура буде надто висока і в якийсь момент уся вода випарується.

«Якби ми могли прискорити хід годинника, то побачили б, що Сонце обовʼязково поглине Меркурій і Венеру. Але в зоні, де гіпотетично можна буде жити, залишаться Юпітер, Уран і Нептун», — каже доктор Мелінда Соарес-Фуртадо, науковий співробітник Університету Вісконсину в Медісоні.

Але навіть якщо нас не вбʼє Сонце через мільярди років, і ми спробуємо змінити планету проживання, існує ймовірність, що це зробить сам Всесвіт через трильйони років. У 1999 році астрофізики Фред Адамс і Грегорі Лафлін опублікували книгу «Пʼять епох Всесвіту», в якій теоретично змоделювали майбутнє нашого світу у найширшому з можливих значень.

На їхню думку, зараз ми живемо в Епоху зірок, яка почалася приблизно за 155 мільйонів років після Великого вибуху. Через 100 трильйонів років галактики вичерпають запаси міжзоряного газу, без якого формування нових зірок неможливе. Почнеться Епоха розпаду, коли у Всесвіті залишаться лише чорні діри, нейтронні зірки і мертві зірки — білі та коричневі карлики.

За нею прийде Епоха чорних дір, коли залишаться лише вони. Чорні діри поступово зливатимуться в надмасивні діри, а ті будуть випаровуватися. Коли випарується остання, почнеться Епоха вічної темряви, коли у Всесвіті залишаться лише елементарні частинки — нейтрино, електрони, позитрони, фотони.

Але надія на світле майбутнє таки є. Існує можливість, що коли остання надмасивна чорна діра випарується, вона спричинить новий Великий вибух — і народиться новий Всесвіт. Людство, втім, цього вже не побачить.

Новини від "То є Львів" в Telegram. Підписуйтесь на наш канал https://t.me/inlvivinua.