Il nucleo solare sta ora fondendo elio dall'idrogeno, con il risultato che con ogni reazione nucleare, una piccola quantità di massa viene convertita in energia pura, secondo E = mc al quadrato di Einstein.
Ma questo non può durare per sempre, perché la quantità di carburante nel nucleo è limitata. Il sole ha già perso in questo processo una massa equivalente alla massa di Saturno e in 5-7 miliardi di anni consumerà completamente tutto il carburante nel nucleo. Rigonfiandosi fino a diventare una gigante rossa, alla fine si libererà dei suoi strati esterni, creando una nebulosa planetaria, e il suo nucleo si restringerà e si trasformerà in una nana bianca. Per un osservatore esterno, sarà uno spettacolo bellissimo e colorato. Nella prima foto, la Nebulosa Occhio di Gatto è uno splendido e colorato esempio di questo possibile destino.
Ma all'interno del sistema solare, porterà al disastro.
La prima cosa da sapere sulle giganti rosse è che sono enormi. Ci sembra che il nostro Sole sia grande: 1,4 milioni di km di diametro, con una massa 300.000 volte quella della Terra, ma rispetto alla gigante rossa questo non è niente. Con questa massa, il nostro Sole crescerà di 100 volte la sua dimensione precedente, assorbendo Mercurio e Venere. È probabile che la Terra venga spinta ulteriormente mentre il Sole cresce e perde massa, e sebbene possa essere inghiottita da una stella, gli scienziati stanno ancora discutendo se sopravviverà o meno.
Se i calcoli sono corretti, il Sole non dovrà ingoiare la Terra quando si gonfia fino a diventare una gigante rossa.
In questo caso, la Terra e Marte si trasformeranno in mondi carbonizzati e aridi. Gli oceani e le atmosfere di questi pianeti bolliranno e scompariranno dalla superficie, e questi mondi diventeranno senz'aria e caldi, come il Mercurio di oggi. Questi effetti si estenderanno ben oltre le orbite dei mondi rocciosi interni del sistema solare.
Vedi, le giganti rosse non sono solo enormi, sono anche riscaldate a molte migliaia di gradi e brillano migliaia di volte più luminose del sole di oggi. La maggior parte del materiale espulso - da circa un terzo alla metà della massa solare - rimarrà riscaldata a temperature estreme e viaggerà verso i bordi esterni del nostro sistema solare. Gli asteroidi si scioglieranno, perdendo tutti i componenti volatili e di essi rimarranno solo i nuclei rocciosi.
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Gli asteroidi hanno un numero di volatili e spesso mostrano la coda quando si avvicinano al Sole. Nel tempo, man mano che il Sole diventa una gigante rossa, questi asteroidi si scioglieranno, perderanno tutti i materiali volatili e diventeranno pile di ciottoli o rocce fuse, diventando in ogni caso molto più piccoli delle loro dimensioni attuali.
Ma i giganti gassosi saranno abbastanza massicci da trattenere le loro coperte di gas, che potrebbero persino crescere quando il Sole entrerà in questa fase. Ad esempio, oggi troviamo solo giganti gassosi in orbita attorno alle giganti rosse, molto più grandi persino di Giove. Forse questo è il risultato della selezione - e li vediamo perché sono i più facili da vedere - ma forse è il risultato di un processo inevitabile.
Grandi quantità di materiale che lasciano il Sole entreranno in collisione con mondi giganti con potenti campi gravitazionali. Gran parte del materiale che incontra queste atmosfere emetterà una spruzzata di proporzioni cosmiche e aumenterà le dimensioni e la massa di questi mondi. Di conseguenza, Giove, Saturno, Urano e Nettuno potrebbero essere più grandi e più massicci di quanto non siano oggi.
Visivamente, il grande divario tra le dimensioni dei mondi terrestri e dei pianeti come Nettuno colpisce immediatamente e la trasformazione del Sole in una gigante rossa non farà che aumentare questa differenza. La Terra e Marte perderanno le loro atmosfere, e forse parte della superficie, mentre i giganti gassosi cresceranno, assorbendo sempre più materia mentre il Sole perde il suo guscio esterno.
Tuttavia, il Sole diventerà così luminoso e caldo che gran parte del sistema solare esterno sarà completamente distrutto. Ciascuno dei giganti gassosi ha i propri anelli; i più famosi sono gli anelli di Saturno, ma tutti i nostri quattro giganti li hanno. Fondamentalmente sono costituiti da vari ghiacci: acqua, metano e anidride carbonica congelata. Grazie all'estrema energia emessa dal Sole, questi ghiacci non solo si scioglieranno, ma le loro singole molecole acquisiranno una tale energia da essere espulse dal sistema solare.
Gli anelli di Nettuno, catturati con la telecamera grandangolare della navicella Voyager 2 con una lunga esposizione. Puoi vedere quanto sono continui. Gli anelli di Nettuno, come gli anelli di tutti i giganti gassosi, sono composti da componenti di ghiaccio volatili e si scioglieranno, bolliranno e sublimeranno quando il Sole si trasformerà in una gigante rossa.
Lo stesso sarà vero per le lune ricche d'acqua in orbita attorno a questi mondi. La superficie ghiacciata di Europa, sotto la quale c'è acqua ghiacciata, evaporerà completamente. Lo stesso accadrà con Encelado, che evaporerà quasi tutto tranne un nucleo roccioso con una miscela di metalli. Praticamente tutte le lune di Giove, Saturno, Urano e Nettuno si ridurranno in misura significativa, le loro atmosfere evaporeranno, i loro strati esterni si scioglieranno e scompariranno; rimarranno solo i nuclei di questi satelliti, costituiti da pietra e metallo. Alcune lune che sono completamente volatili possono scomparire completamente.
Anche gli oggetti più grandi e conosciuti della fascia di Kuiper non sono immuni da questo disastro. Anche i mondi a distanze così vaste come Tritone, Eris o Plutone riceveranno quattro volte più energia per unità di superficie di quella che la Terra riceve oggi. Anche le loro atmosfere e superfici, ora ricoperte da vari tipi di ghiaccio e che potrebbero contenere oceani sotterranei, evaporeranno completamente. Quando il Sole diventa una gigante rossa ei mondi interni si trasformano in resti carbonizzati o vengono inghiottiti dal Sole, mondi come Plutone non diventeranno pianeti potenzialmente abitabili: bruceranno. Si trasformeranno in nudi nuclei di pietra e metallo e assomigliano al Mercurio di oggi.
Struttura geologica sotto la superficie della pianura dello Sputnik. È possibile che Plutone abbia un oceano di acqua liquida sotto la sua sottile crosta. Quando il Sole diventa una gigante rossa, tutti gli strati esterni sublimeranno e evaporeranno, lasciandosi dietro solo un nucleo di pietra e metallo.
Per diverse decine o centinaia di milioni di anni, ci sarà speranza per condizioni più accettabili nella fascia di Kuiper, a una distanza 80-100 volte maggiore della distanza dal Sole alla Terra. Per questo piccolo periodo di tempo, per gli standard cosmici, gli oggetti a questa distanza riceveranno circa la stessa quantità di luce solare che la Terra riceve oggi. Tuttavia, il mondo ha bisogno di più della luce solare per l'abitabilità; devi avere abbastanza peso, le giuste dimensioni e gli ingredienti giusti. La Luna e la Terra hanno un'abitabilità molto diversa, nonostante ricevano quantità quasi identiche di energia solare per unità di superficie.
Le orbite dei Sednoidi conosciuti, insieme al presunto Nono Pianeta. Anche quando il Sole diventerà una gigante rossa, il Pianeta Nove - la cui esistenza è già controversa - non raggiungerà temperature abbastanza alte da diventare potenzialmente abitabile. Altri mondi nella fascia di Kuiper, anche quelli che si trovano alla giusta distanza, saranno troppo superficiali da questo punto di vista.
Tuttavia, anche l'ipotetico Nono Pianeta sarà troppo lontano per diventare potenzialmente abitabile, e qualsiasi cosa alla giusta distanza sarà troppo superficiale perché la vita esista lì. Il sistema solare diventerà un disastro fuso, lasciando solo i nuclei spogli di pianeti, lune e altri oggetti. I giganti del gas possono gonfiarsi e crescere, perdere i loro anelli e molti satelliti, ma tutto il resto non diventerà altro che pezzi di immondizia ricca di metalli. Se speri che i mondi esterni ghiacciati del sistema solare abbiano finalmente la possibilità di brillare, rimarrai deluso. Quando il Sole raggiungerà la fine della sua vita, questi mondi, come le nostre speranze di sopravvivenza, dovranno affrontare il fatto che tutto il più importante si scioglierà e scomparirà.
