Planete nastaju iz prašine u protoplanetarnim diskovima i rastu kroz sudare; gasni džinovi hvataju gas dok stjenovite planete prolaze kasne faze sudara. Zemljin životni vek vezan je za Sunce i procenjuje se na oko 9,5 milijardi godina, dok planete oko crvenih patuljaka mogu opstati znatno duže. Međutim, unutrašnji procesi (npr. gašenje geološke aktivnosti) i gubitak atmosfere često odlučuju o kraju pogodnih uslova za život pre nego što zvezda ugasne.
Koliko dugo planete zaista žive? Šta određuje kraj jednog sveta
Earth is expected to last around 9.5 billion years. But what are the lifespans of other planets in the universe? . | Credit: buradaki via Getty Images
Planete nastaju, menjaju se i na kraju dočekaju svoj kraj — ali koliko dugo one zaista traju zavisi od mnogo faktora: vrste zvezde, unutrašnje geologije i slučajnih kosmičkih događaja. Ovaj tekst objašnjava glavne stadijume životnog veka planeta i šta može da ih uništi ili produži njihov opstanak.
Kako nastaju planete
Planete počinju kao sitne čestice prašine u protoplanetarnim diskovima oko mladih zvezda. „Planete počinju kao mikroskopske čestice prašine u diskovima koji okružuju mlade zvezde, i postupno narastaju kroz seriju sudara,“ objašnjava Sean Raymond, astrofizičar sa Univerziteta u Bordou. Gasni džinovi formiraju se oko velikih, stvrdnutih jezgara koja potom akumuliraju velike količine gasova iz diska, dok stene (stjenovite) planete prolaze kasnu fazu velikih sudara kada gasni disk ispari.
Life's Little Mysteries logo with a question mark in a magnifying glass
Šta znači "kraj" planete?
Definisanje kraja planete nije jednostavno. Može se smatrati da planeta prestaje da postoji kada je fizički uništena (npr. sudar, rasparčavanje ili progutanje od strane zvezde). Drugi pogled je funkcionalan: kada planeta izgubi svoje ranije uslove (npr. nastanjivost), možemo reći da je njena „prethodna verzija" završena, iako stena i dalje postoji. Kao što Matthew Reinhold sa Stanforda kaže, "ako cenimo prethodne uslove, smatramo da je planeta tada prestala da postoji."
Primer: Zemlja i Sunčev sistem
Životni vek Zemlje najviše je povezan sa evolucijom našeg Sunca. Sunce trenutno proizvodi energiju fuzijom vodonika u helijum; nakon približno 5 milijardi godina zalihi vodonika u jezgru će značajno opasti i Sunce će se proširiti u crvenog džina. Raymond navodi dva glavna scenarija za konačnu sudbinu Zemlje: prvo, postepeno posvetljivanje Sunca učiniće uslove nepodnošljivim (npr. isparavanje okeana), a kasnije Zemlja može biti proglašena ili izbačena iz orbite tokom faza crvenog džina. Po kombinovanim procenama, ukupni životni vek Zemlje procenjuje se na oko 9,5 milijardi godina.
An illustration of Proxima b, a dim red dwarf that is the nearest star to the sun. Planets that orbit red dwarf stars tend to have long lives. | Credit: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images
Planete oko različitih zvezda
Većina zvezda u našoj galaksiji su crveni patuljci (M-klase) koji su manji, hladniji i mnogo dugovečniji od Sunca — neke mogu sijati i bilione do bilione godina. To znači da planete u njihovim zonama nastanjivosti imaju potencijalno znatno duži „astronomski“ rok trajanja. Ipak, Reinhold i drugi istraživači ukazuju da unutrašnji procesi (npr. gašenje geološke aktivnosti) često određuju stvarni kraj nastanjivosti pre nego što zvezda umre.
Unutrašnji procesi koji skraćuju život planeta
Za zemljolike planete je aktivna geologija (npr. tektonika ploča i konvekcija plašta) ključna za regulaciju klime kroz ugljeno-silikatni ciklus. Reinholdova modeliranja daju raspone: konvekcija plašta može trajati otprilike 30–90 milijardi godina, a topljenje plašta oko 16–23 milijarde godina. Ti rasponi su široki i nesigurni, ali sugerišu da će mnoge planete oko crvenih patuljaka izgubiti prikladne uslove zbog unutrašnjih promena mnogo pre zvezdine smrti.
Uticaj zvezde i gubitak atmosfere
Za planete blizu svojih zvezda — naročito oko mladih, aktivnih zvezda — intenzivno zračenje može polako ili brzo strpati atmosfere (proces nazvan fotoevaporacija). Gasni džinovi koji izgube dovoljno gasa mogu postati goli, stjenoviti svetovi. Brzina ovog procesa zavisi od udaljenosti od zvezde, jačine zračenja i gravitacione moći planete i može trajati od miliona do milijardi godina.
Dugoročni i retki događaji
Na ekstremnim vremenskim skalama verovatnoće retkih, nasilnih događaja rastu: sudari sa drugim planetama ili velikim telima, gravitaciono izbacivanje iz sistema ili iz galaksije, pa čak i razaranje tokom konačnih faza evolucije univerzuma. Reinhold podseća da konačna sudbina mnogih planeta zavisi i od prirode kraja univerzuma.
Zaključak: Ne postoji jedinstven "životni vek" planeta — on zavisi od kombinacije zvezde domaćina, unutrašnje geologije i slučajnih kosmičkih događaja. Neke planete, posebno oko crvenih patuljaka, mogu zadržati stabilne uslove milijardama ili bilionima godina, dok druge, oko masivnijih zvezda, mogu nestati za stotine miliona godina.
Pomozite nam da budemo bolji.
