خورشید قابلیت بلع سیارات را دارد!

به گزارش مجله خبری نگار/روزنامه اطلاعات،با شروع تابستان و بالا رفتن دما در نیمکره شمالی، امکان ندارد بتوان فراموش کرد خورشید به چه میزان بر زندگی جانداران سیاره زمین تأثیرگذار است. این ستاره سوزان منبع تمامی نور و گرمایی است که زمین را زنده نگه می‌دارد و این انرژیِ ارزشمند خود را فقط به‌قدری تأمین می‌کند که تعادل اقلیمی حفظ شود. این تنظیم دقیق تصادفی نیست. حیات در زمین تحت تأثیر خورشید فرگشت یافته است و با گذشت زمان نسبت به هر تغییری سازگاری پیدا می‌کند. بااین‌حال، سازگاری پیدا کردن با تغییرات خورشید کار کوچکی نیست.

ممکن است خورشید هر روز ثابت به نظر برسد، اما اگر زمان میلیون‌ها یا حتی میلیارد‌ها سال به درازا بکشد، دیگر شرایط خیلی تغییر می‌کنند و این تغییرات همیشه خوب نیستند.

در حقیقت، تنها با استفاده از چند اصل فیزیکی ساده می‌توان به‌طور ریاضیاتی محاسبه کرد بر اساس نرخ انتشار انرژی خورشید زمین چقدر باید گرم باشد. این انرژی خورشیدی در همه جهات در فضا و در پیرامون خورشید جریان می‌یابد و زمین یک کسر بسیار جزئی از آن‌که حدود نصف یک میلیارد است را دریافت می‌کند و گرم می‌شود. محاسبه این میزان گرما کمی پیچیده است و به عواملی نظیر شار تابشی خورشید، فاصله زمین و بازتابندگی آن و چند عامل دیگر بستگی دارد. در حال حاضر، دمای متوسطی که برای زمین تخمین زده شده ۱۵ درجه سلسیوس است؛ یعنی سردتر از نقطه انجماد آب.

بااین‌حال، محاسبات حقیقی دمای زمین متوسط دمایی گرم‌تر از آن است که حدود ۱۵ درجه‌ی سانتی‌گراد برآورد شده است. تفاوتی که وجود دارد به دلیل این است که گاز‌های گلخانه‌ای هوا گرمای ساطع شده از خورشید را به دام می‌اندازند و سبب می‌شوند زمین از دمای برآورد شده گرم‌تر شود. این گرمایش به‌طور عمده ناشی از گاز‌های گلخانه‌ای طبیعی است، اما ما انسان‌ها به‌طور تقریبی سالانه ۴۰ میلیارد تن کربن دی‌اکسید روانه‌ی جو می‌کنیم و به طرز قابل توجهی به گرمایش جهانی دامن می‌زنیم. باید توجه داشته‌باشیم که این افزایش دما از یک قرن پیش یا قبل‌تر آغاز شده است. این بازه‌ی زمانی بسیار کوتاه‌تر از این است که بتوانیم شاهد تغییراتی در خورشید باشیم. ما تنها مسبب تمامی تغییرات آب و هوایی کنونی زمین هستیم.

یک قانون ساده‌ی فیزیک به ما می‌گوید که گاز با فشرده شدن گرم می‌شود؛ بنابراین اگرچه نرخ همجوشی ثابت است، اما هسته‌ی خورشید به‌مرور زمان پیوسته گرم و گرم‌تر می‌شود و این بدان معنا است که همواره به درخشندگی و تابناکی خورشید افزوده می‌شود.

اگر زمان را به‌قدر یک یا دو اَبَردوران (eon) به جلو ببریم، به فاجعه خواهیم رسید. اَبَردوران یا اَبَرگشتمان یکی از تقسیمات زمانی در زمین‌شناسی است که بازه‌های نیم میلیارد سال یا بیشتر را شامل می‌شود. هرچه خورشید تابناک‌تر می‌شود، پیش از هر چیز دمای زمین را بالا می‌برد، به حدی که تمامی بخار آب در جو آن به‌طور کامل از بین می‌رود و پس از آن نوبت آب سطح زمین می‌رسد که به کل خشک می‌شود؛ چون اقیانوس‌ها تبخیر خواهند شد. این فرآیند خشک شدن جهانی به‌طور قاطع نقطه‌ی پایان حیات در زمین را رقم می‌زند. بااین‌حال، جهت رفع نگرانی و تشویش خاطر بهتر است بدانیم که این اتفاق سه میلیارد سال دیگر رخ خواهد داد.

از آن زمان به بعد، واکنش‌های هسته خورشید به‌مراتب پیچیده‌تر خواهند شد. اما بزرگ‌ترین تغییر این است که خروجی انرژی ستاره منظومه ما به طرز حیرت آوری افزایش می‌یابد. تمامی این انرژی در لایه‌های بیرونی خورشید تخلیه می‌شود. وقتی گاز گرما می‌بیند، منبسط می‌شود. در نتیجه، خورشید متورم شده و ابعاد آن به‌قدری گسترش می‌یابند که قطر آن ۱۰۰ تا ۱۵۰ بار بیشتر از اندازه‌ی فعلی می‌شود. هم‌زمان با آن، دمای سطح این ستاره کاهش می‌یابد و در نتیجه رنگ آن بیشتر و بیشتر به قرمزی می‌گراید علیرغم این‌که انرژی ساطع شده از آن ۲۴۰۰ برابر شدیدتر از انتشار انرژی کنونی آن است. این تغییرات خورشید را به یک غول سرخ تبدیل خواهند کرد.

بدین ترتیب، خورشید به‌قدری بزرگ می‌شود که دو سیاره عطارد و ونوس (زهره) را می‌بلعد. زمین، اما به چنین سرنوشتی دچار نمی‌شود. اخترشناسان درباره این‌که آیا انبساط خورشید به سیاره زمین می‌رسد یا خیر با هم در بحث و تبادل‌نظر هستند، اما از شواهد پیداست که وضعیت مساعد نخواهد بود.

حتی اگر زمین از نابودی نجات پیدا کند، دیگر زیبا نخواهد بود. دمای سیاره ما پس از این رویداد حدود ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد خواهد شد. این دما به‌قدری است که سرب را ذوب می‌کند. در طول روز تخته سنگ‌های سطحی ذوب می‌شوند و زمین به یک دنیای گدازه‌ای تبدیل خواهد شد. بالاتر از سطح، جو سیاره مذاب ما نیز در اثر گرما به درون فضا فرو خواهد رفت و اثری از آن باقی نخواهد ماند.

آیا زمین راهی برای فرار از این سرنوشت خواهد داشت؟ سیاره‌های دیگر چگونه زندگی را سپری خواهند کرد؟ برای دادن پاسخی صادقانه به این دو پرسش به ترتیب باید گفت: راستش نه و نه‌چندان خوب. اندکی تأخیر وجود خواهد داشت، چون به موازات انبساط خورشید، باد‌های خورشیدی نیز قدرتمندتر خواهند شد به حدی که خورشید مقدار قابل توجهی از جرم خود را از دست خواهد داد. این بدان معنا است که گرانش ستاره منظومه شمسی ضعیف خواهد شد و در نتیجه سیاره‌هایش به بیرون آن مهاجرت خواهند کرد و از کوره انفجاری مرکز منظومه‌ی شمسی دور خواهند شد.

علاوه بر اینها، مشتری که در حال حاضر دمای زمهریر زیر ۱۱۰ درجه‌ی سانتی‌گراد دارد افزایش دما را تجربه خواهد کرد و تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم‌تر خواهد شد. قمر‌های یخی آن نیز ذوب شده و پس از جوشش تبخیر خواهند شد. پس ما هیچ پناهگاهی در آنجا نخواهیم یافت. اگر بخواهیم اقلیمی مهربان در جایی از منظومه‌ی شمسی آینده بیابیم، باید به‌سوی پلوتون نگاه کنیم که در آن زمان ۵۰ برابر فاصله کنونی زمین از خورشید از این ستاره دورتر شده است.

دمای سطح پلوتون تقریباً منفی ۱۰ درجه سانتی‌گراد خواهد بود که بازهم بسیار سرد است، اما نباید اثر گلخانه‌ای را فراموش کنیم. مقدار زیادی متان و کربن دی‌اکسید منجمد شده در پلوتون وجود دارد. پس این یخ‌ها تبخیر خواهند شد و احتمالاً به‌قدری نگهداشت گرمایی ایجاد خواهند کرد تا این جرم آسمانی دوردست و سرد را دست‌کم به محیطی راحت و نمی‌گوییم سکونت پذیر تبدیل کند.

بعد از اینها چه می‌شود؟ قرار نیست چیزی بهتر شود. خورشید لایه‌های خارجی خود را منفجر خواهد کرد و در نتیجه هسته آن در مجاورت مستقیم فضا قرار خواهد گرفت. در این مرحله، به کوتوله سفید تبدیل شده است، جرم بسیار داغی که هسته‌اش به اندازه سیاره زمین است، به‌قدری کوچک که قادر به تأمین گرما برای سیارات نخواهد بود. پس سیارات بار دیگر سرد می‌شوند و در انتها دمای آنها به بسیار پایین‌تر از نقطه انجماد هر نوع مولکول زیستی مفیدی خواهد رسید. تنها امیدواری از دانستن این سناریو‌ها این است که هنوز میلیارد‌ها سال با وقوع آنها فاصله داریم.

کسی چه می‌داند بشریت در چند میلیارد سال دیگر چگونه خواهد شد البته اگر تا آن زمان هنوز انسان‌ها منقرض نشده باشند. اگر نوع بشر هنوز به بقای خود ادامه داده باشد، ستاره‌های بیشتری نیز متولد خواهند شد و هر کدام برای خودشان سیاراتی خواهند داشت. نقل‌مکان و مهاجرت به نقطه‌ای دیگر هیچ جذابیتی نخواهد داشت، اما اگر خانه ما طعمه شعله‌های آتش شود انتخاب چندانی برایمان باقی نمی‌ماند. شاید بتوانیم زمین‌های دیگری در فضا پیدا کنیم؛ سیاره‌هایی که تا زمان شروع دوباره تمامی سناریو‌های توصیف شده می‌توانند برای یک تا سه اَبَردوران میزبان ما باشند.

ضمیمه دانش روزنامه اطلاعات نوشت: با شروع تابستان و بالا رفتن دما در نیمکره شمالی، امکان ندارد بتوان فراموش کرد خورشید به چه میزان بر زندگی جانداران سیاره زمین تأثیرگذار است. این ستاره سوزان منبع تمامی نور و گرمایی است که زمین را زنده نگه می‌دارد و این انرژیِ ارزشمند خود را فقط به‌قدری تأمین می‌کند که تعادل اقلیمی حفظ شود. این تنظیم دقیق تصادفی نیست. حیات در زمین تحت تأثیر خورشید فرگشت یافته است و با گذشت زمان نسبت به هر تغییری سازگاری پیدا می‌کند. بااین‌حال، سازگاری پیدا کردن با تغییرات خورشید کار کوچکی نیست.

ممکن است خورشید هر روز ثابت به نظر برسد، اما اگر زمان میلیون‌ها یا حتی میلیارد‌ها سال به درازا بکشد، دیگر شرایط خیلی تغییر می‌کنند و این تغییرات همیشه خوب نیستند.

در حقیقت، تنها با استفاده از چند اصل فیزیکی ساده می‌توان به‌طور ریاضیاتی محاسبه کرد بر اساس نرخ انتشار انرژی خورشید زمین چقدر باید گرم باشد. این انرژی خورشیدی در همه جهات در فضا و در پیرامون خورشید جریان می‌یابد و زمین یک کسر بسیار جزئی از آن‌که حدود نصف یک میلیارد است را دریافت می‌کند و گرم می‌شود. محاسبه این میزان گرما کمی پیچیده است و به عواملی نظیر شار تابشی خورشید، فاصله زمین و بازتابندگی آن و چند عامل دیگر بستگی دارد. در حال حاضر، دمای متوسطی که برای زمین تخمین زده شده ۱۵ درجه سلسیوس است؛ یعنی سردتر از نقطه انجماد آب.

بااین‌حال، محاسبات حقیقی دمای زمین متوسط دمایی گرم‌تر از آن است که حدود ۱۵ درجه‌ی سانتی‌گراد برآورد شده است. تفاوتی که وجود دارد به دلیل این است که گاز‌های گلخانه‌ای هوا گرمای ساطع شده از خورشید را به دام می‌اندازند و سبب می‌شوند زمین از دمای برآورد شده گرم‌تر شود. این گرمایش به‌طور عمده ناشی از گاز‌های گلخانه‌ای طبیعی است، اما ما انسان‌ها به‌طور تقریبی سالانه ۴۰ میلیارد تن کربن دی‌اکسید روانه‌ی جو می‌کنیم و به طرز قابل توجهی به گرمایش جهانی دامن می‌زنیم. باید توجه داشته‌باشیم که این افزایش دما از یک قرن پیش یا قبل‌تر آغاز شده است. این بازه‌ی زمانی بسیار کوتاه‌تر از این است که بتوانیم شاهد تغییراتی در خورشید باشیم. ما تنها مسبب تمامی تغییرات آب و هوایی کنونی زمین هستیم.

یک قانون ساده‌ی فیزیک به ما می‌گوید که گاز با فشرده شدن گرم می‌شود؛ بنابراین اگرچه نرخ همجوشی ثابت است، اما هسته‌ی خورشید به‌مرور زمان پیوسته گرم و گرم‌تر می‌شود و این بدان معنا است که همواره به درخشندگی و تابناکی خورشید افزوده می‌شود.

اگر زمان را به‌قدر یک یا دو اَبَردوران (eon) به جلو ببریم، به فاجعه خواهیم رسید. اَبَردوران یا اَبَرگشتمان یکی از تقسیمات زمانی در زمین‌شناسی است که بازه‌های نیم میلیارد سال یا بیشتر را شامل می‌شود. هرچه خورشید تابناک‌تر می‌شود، پیش از هر چیز دمای زمین را بالا می‌برد، به حدی که تمامی بخار آب در جو آن به‌طور کامل از بین می‌رود و پس از آن نوبت آب سطح زمین می‌رسد که به کل خشک می‌شود؛ چون اقیانوس‌ها تبخیر خواهند شد. این فرآیند خشک شدن جهانی به‌طور قاطع نقطه‌ی پایان حیات در زمین را رقم می‌زند. بااین‌حال، جهت رفع نگرانی و تشویش خاطر بهتر است بدانیم که این اتفاق سه میلیارد سال دیگر رخ خواهد داد.

از آن زمان به بعد، واکنش‌های هسته خورشید به‌مراتب پیچیده‌تر خواهند شد. اما بزرگ‌ترین تغییر این است که خروجی انرژی ستاره منظومه ما به طرز حیرت آوری افزایش می‌یابد. تمامی این انرژی در لایه‌های بیرونی خورشید تخلیه می‌شود. وقتی گاز گرما می‌بیند، منبسط می‌شود. در نتیجه، خورشید متورم شده و ابعاد آن به‌قدری گسترش می‌یابند که قطر آن ۱۰۰ تا ۱۵۰ بار بیشتر از اندازه‌ی فعلی می‌شود. هم‌زمان با آن، دمای سطح این ستاره کاهش می‌یابد و در نتیجه رنگ آن بیشتر و بیشتر به قرمزی می‌گراید علیرغم این‌که انرژی ساطع شده از آن ۲۴۰۰ برابر شدیدتر از انتشار انرژی کنونی آن است. این تغییرات خورشید را به یک غول سرخ تبدیل خواهند کرد.

بدین ترتیب، خورشید به‌قدری بزرگ می‌شود که دو سیاره عطارد و ونوس (زهره) را می‌بلعد. زمین، اما به چنین سرنوشتی دچار نمی‌شود. اخترشناسان درباره این‌که آیا انبساط خورشید به سیاره زمین می‌رسد یا خیر با هم در بحث و تبادل‌نظر هستند، اما از شواهد پیداست که وضعیت مساعد نخواهد بود.

حتی اگر زمین از نابودی نجات پیدا کند، دیگر زیبا نخواهد بود. دمای سیاره ما پس از این رویداد حدود ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد خواهد شد. این دما به‌قدری است که سرب را ذوب می‌کند. در طول روز تخته سنگ‌های سطحی ذوب می‌شوند و زمین به یک دنیای گدازه‌ای تبدیل خواهد شد. بالاتر از سطح، جو سیاره مذاب ما نیز در اثر گرما به درون فضا فرو خواهد رفت و اثری از آن باقی نخواهد ماند.

آیا زمین راهی برای فرار از این سرنوشت خواهد داشت؟ سیاره‌های دیگر چگونه زندگی را سپری خواهند کرد؟ برای دادن پاسخی صادقانه به این دو پرسش به ترتیب باید گفت: راستش نه و نه‌چندان خوب. اندکی تأخیر وجود خواهد داشت، چون به موازات انبساط خورشید، باد‌های خورشیدی نیز قدرتمندتر خواهند شد به حدی که خورشید مقدار قابل توجهی از جرم خود را از دست خواهد داد. این بدان معنا است که گرانش ستاره منظومه شمسی ضعیف خواهد شد و در نتیجه سیاره‌هایش به بیرون آن مهاجرت خواهند کرد و از کوره انفجاری مرکز منظومه‌ی شمسی دور خواهند شد.

علاوه بر اینها، مشتری که در حال حاضر دمای زمهریر زیر ۱۱۰ درجه‌ی سانتی‌گراد دارد افزایش دما را تجربه خواهد کرد و تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم‌تر خواهد شد. قمر‌های یخی آن نیز ذوب شده و پس از جوشش تبخیر خواهند شد. پس ما هیچ پناهگاهی در آنجا نخواهیم یافت. اگر بخواهیم اقلیمی مهربان در جایی از منظومه‌ی شمسی آینده بیابیم، باید به‌سوی پلوتون نگاه کنیم که در آن زمان ۵۰ برابر فاصله کنونی زمین از خورشید از این ستاره دورتر شده است.

دمای سطح پلوتون تقریباً منفی ۱۰ درجه سانتی‌گراد خواهد بود که بازهم بسیار سرد است، اما نباید اثر گلخانه‌ای را فراموش کنیم. مقدار زیادی متان و کربن دی‌اکسید منجمد شده در پلوتون وجود دارد. پس این یخ‌ها تبخیر خواهند شد و احتمالاً به‌قدری نگهداشت گرمایی ایجاد خواهند کرد تا این جرم آسمانی دوردست و سرد را دست‌کم به محیطی راحت و نمی‌گوییم سکونت پذیر تبدیل کند.

بعد از اینها چه می‌شود؟ قرار نیست چیزی بهتر شود. خورشید لایه‌های خارجی خود را منفجر خواهد کرد و در نتیجه هسته آن در مجاورت مستقیم فضا قرار خواهد گرفت. در این مرحله، به کوتوله سفید تبدیل شده است، جرم بسیار داغی که هسته‌اش به اندازه سیاره زمین است، به‌قدری کوچک که قادر به تأمین گرما برای سیارات نخواهد بود. پس سیارات بار دیگر سرد می‌شوند و در انتها دمای آنها به بسیار پایین‌تر از نقطه انجماد هر نوع مولکول زیستی مفیدی خواهد رسید. تنها امیدواری از دانستن این سناریو‌ها این است که هنوز میلیارد‌ها سال با وقوع آنها فاصله داریم.

کسی چه می‌داند بشریت در چند میلیارد سال دیگر چگونه خواهد شد البته اگر تا آن زمان هنوز انسان‌ها منقرض نشده باشند. اگر نوع بشر هنوز به بقای خود ادامه داده باشد، ستاره‌های بیشتری نیز متولد خواهند شد و هر کدام برای خودشان سیاراتی خواهند داشت. نقل‌مکان و مهاجرت به نقطه‌ای دیگر هیچ جذابیتی نخواهد داشت، اما اگر خانه ما طعمه شعله‌های آتش شود انتخاب چندانی برایمان باقی نمی‌ماند. شاید بتوانیم زمین‌های دیگری در فضا پیدا کنیم؛ سیاره‌هایی که تا زمان شروع دوباره تمامی سناریو‌های توصیف شده می‌توانند برای یک تا سه اَبَردوران میزبان ما باشند.