پس از مرگ خورشید چه بر سر زمین می آید؟

بيگ بنگ/ ستارگان متولد مي شوند، زندگي مي کنند و مي ميرند. خورشيد ما هم از اين قاعده مستثني نيست. وقتي که خورشيد بخواهد از بين برود، حتما زمين را هم با خود خواهد برد. اما سياره ي ما به همين سادگي ها هم از پا نخواهد نشست. وقتي که خورشيد در پايان عمر خود به يک غول سرخ تبديل مي گردد، زمين را تبخير خواهد کرد. تصويري از خورشيد، در تاريخ ۱۳ آوريل ۲۰۱۶٫ با وجود اينکه ۴٫۵ ميليارد سال از عمر خورشيد مي گذرد اما اين تازه نيمي از عمر آن محسوب مي گردد. احتمالا شنيدن اين داستان شما را مايوس کرده است، اما اين را هم بايد بدانيد که تا موعد بيمه ي عمر خورشيد هنوز خيلي مانده است، حداقل هفت الي هشت ميليارد سال. و اين در حالي است که تنها چيزي در حدود ۴۰ هزار سال است که از فرگشت انسان امروزي مي گذرد. در واقع اگر عمر زمين را به ۲۴ ساعت تشبيه کنيم، فقط يک ثانيه از عمر بشر امروزي مي گذرد. و ما وقتي به زمان در مقياس عمر ستارگان فکر ميکنيم، آنچه که به عنوان طول عمر تجربه مي کنيم را ناچيز به حساب مي آوريم. به هرحال وقتي خورشيد رو به نابودي رود، چه اتفاقي رخ مي دهد؟ براي پاسخ دادن به اين سوال لازم است که بدانيم خورشيد چگونه و به کمک چه فرآيندهايي مي درخشد. زندگي ستارگان با انباشت عظيمي از هيدروژن کمي هليم و مقادير ناچيزي از ديگر عناصر شروع مي شود. گازها جرم دارند، بنابراين اگر مقادير عظيمي از آن در يک مکان جمع گردد شروع به فرورفتن در خود مي کند. که فشار زيادي را در مرکز ستاره ي اوليه به وجود مي آورد، و اين به نوبه خود باعث گرماي بسيار زيادي در آن منطقه مي شود، دما تا آنجا بالا مي رود که الکترون ها از هسته ي اتم جدا شده، و اتم ها داراي بار الکتريکي يا به عبارتي يونيزه مي شوند (که اصطلاحا به اين حالت ماده پلاسما مي گويند.) اتم هاي هيدروژن که هر کدام داري يک پروتون هستند، تحت فشار زياد با يکديگر جوش خورده و اتم هليم را که از دو پروتون و دو نوترون تشکيل شده پديد مي آورند. به اين عمل همجوشي هسته اي گفته مي شود که با توليد مقادير زيادي نور و حرارت همراه مي شود، اين انرژي موجب فشار به سمت بيرون مي شودکه مانع از بيشتر در خود فرورفتن گاز مي گردد. و در نهايت مجموعه تمام اين فرايند ها موجب تولد يک ستاره مي شود. ميزان هيدروژنِ موجود در ستاره براي اينکه اين فرآيند تا ميليارد ها سال دوام بياورد کافي است. اما در نهايت تقريبا همه هيدروژن در مرکز خورشيد به هليم تبديل مي گردد. و از آن لحظه به بعد خورشيد ديگر قادر نخواهد بود انرژي کافي براي نگه داشتن مواد توليد کند و به اين ترتيب شروع به سقوط درون خود مي کند. اين جرم براي ايجاد فشاري که بتواند موجب جوش خوردن هسته هاي هليم گردد(همانطور که وقتي ستاره زنده بود هسته هاي هيدروژن به هم جوش مي خوردند) کافي نيست. البته آن بخش از هيدروژن که از مرکز ستاره به سطح آن رفته است، هنوز هم به آرامي به همجوشي مي پردازد و نور و گرما توليد مي کند خورشيد را در مراحل پاياني عمرش درخشان باقي مي گذارد. تصويري هنري از يک غول سرخ در حال گسترش که دارد يک سياره غول پيکر را در خود مي بلعد. خورشيد ما نيز وقتي که به يک غول سرخ تبديل مي گردد، عطارد و ناهيد و احتمالا زمين را در خود خواهد بعليد. در اين مرحله هسته هاي هليوم شروع به فرو رفتن در خود مي کنند. وقتي که اين اتفاق مي افتد مقاديري انرژي آزاد مي شود، البته نه از طريق همجوشي. علت اين امر، فشرده سازي است، در واقع در اثر فشرده شدن گاز دماي آن بالا مي رود. اين آزاد شدن انرژي آنقدر زياد است که حتي خورشيد را از قبل هم روشن تر مي کند. پاياني سياه اما نوراني، خورشيد را به غولي سرخ تبديل مي کند. غول هاي سرخ به اين خاطر قرمز هستند که دماي سطح آنها کمتر از دماي سطح ستاره هاي معمولي است، با اين وجود آنها بسيار بزرگتر از همتايان داغ خود هستند. در مطالعه اي در سال ۲۰۰۸ که به دست ستاره شناسان، کلاوس پيتر شرودر و رابرت کانان صورت پذيرفت، برآورد شد که خورشيد در پايان زندگي خود به حدي بزرگ مي شود که لايه هاي خارجي آن به حدود ۱۷۰ ميليون کيلومتر مي رسد و به اين ترتيب سياراتي همچون عطارد، زهره و زمين را در خود مي بلعد و کل مجموعه تبديل به غول سرخي خواهد شد که حدود ۵ ميليون سال تداوم خواهد يافت. درخشندگي خورشيد توسط يک عامل فيزيکي، هر يک ميليارد سال ۱۰ درصد افزايش مي يابد و از طرفي منطقه قابل سکونت در منظومه شمسي که در آن آب مي تواند مايع بماند، چيزي در حدود ۰٫۹۵ تا ۱٫۳۷ برابر شعاع مدار زمين است. با اين محاسبات به مرور زمان با افزايش روشنايي خورشيد منطقه قابل سکونت دائما از خورشيد دور مي شود. تا جايي که وقتي خورشيد براي تبديل شدن به غول سرخ آماده مي شود، مريخ در منطقه قابل سکونت قرار مي گيرد. در همين حال زمين در حال پخته شدن است و به حمامي از بخار تبديل مي گردد، به مرور آب اقيانوس ها تبخير و ملکول هاي آن به عناصر ساده ترِ هيدروژن و اکسيژن شکسته مي شود. پس از شکسته شدن مولکول هاي آب، هيدروژن به فضا مي گريزد، و اکسيژن آن با سنگ هاي سطح زمين واکنش نشان مي دهد. نيتروژن و دي اکسيد کربن احتمالا جو زمين را شکل مي دهند (مانند جو حال حاضر ونوس)، البته اين جو به شفافي سطح فعلي اش نخواهد بود، بلکه بسيار غليظ تر از آن است. بخشي از اين شرايط به اين بستگي دارد که در آن زمان آتشفشان ها تا چه حد فعال خواهند بود و باد هاي تکنونيکي با چه سرعت و شدتي خواهند وزيد. به هر حال مي توانيم اميدوار باشيم که تا آن زمان نوادگان ما به مريخ يا حتي دور تر از منظومه شمسي نقل مکان کرده باشند. دست آخر اما، حتي مريخ هم براي زندگي حيات قابل استفاده نخواهد بود. وقتي که خورشيد به غول سرخ تبديل مي گردد، منطقه قابل سکونت به جايي بين ۴۹ تا ۷۰ واحد نجومي منتقل مي شود. يعني حتي نپتون هم داغ تر از حد تحمل حيات است و احتمالا پلوتو يا ديگر سيارات کوتوله، دنباله دارها و سيارک هاي غني از يخ در کمربند کوييپر دمايشان براي زندگي مناسب خواهد بود. يکي ديگر از تاثيراتي که شرودر و اسميت به آن پرداخته اند، به بادهاي خورشيدي مربوط مي شود، اين پديده در واقع باعث گسترده تر شدن مدار سيارات و دور شدن آن ها از خورشيد مي گردد، البته اين براي در امان ماندن زمين کافي نيست ولي ممکن است نپتون را براي سکونت در فاصله مناسبي قرار دهد و به شرط زير سازي هاي مناسب، بشر مي تواند بر روي آن به ساختمان سازي بپردازد. به هر حال بالاخره هيدروژن باقي مانده در هسته خارجي خورشيد هم به پايان رسيده و خورشيد يک بار ديگر در خود سقوط مي کند، و به اين صورت نوع ديگري از همجوشي کليد مي خورد. براي حدود ۲ ميليارد سال در خورشيد هسته هاي هليم به هم جوش خورده و به کربن و اکسيژن تبديل مي شوند، البته اين فرايند انرژِي کمتري نسبت به همجوشي هيدروژن توليد مي کند. هنگامي که ديگر هليمي براي تبديل به عناصر سنگين تر باقي نماند، هيچ انرژي تابشي ديگري براي نگه داشتن خورشيد در برابر جرم خود وجود نخواهد داشت و مواد تشکيل دهنده خورشيد آنقدر فشرده مي گردند که هسته اش تبديل به يک کوتوله سفيد کوچک مي گردد. از طرفي لايه هاي بيروني خورشيد متورم شده و به مرور از هسته دور مي شوند و در نهايت يک سحابي سياره اي به وجود مي آيد. از آنجا که کوتوله هاي سفيد در اثر فشرده سازي(نه همجوشي) گرم مي شوند، در ابتدا سطح آن تا دماي ۵۰،۰۰۰ درجه فارنهايت (تقريبا ۲۸،۰۰۰ درجه سانتيگراد) بالا مي رود و موجب درخشان شدن گاز موجود در سحابي مي گردد. به اين ترتيب ستاره شناسان بيگانه ميلياردها سال بعد در آينده مي توانند چيزي شبيه به سحابي حلقه در صورت فلکي شلياق را در محل فعلي منظومه شمسي رصد کنند. با کانال تلگرامي «آخرين خبر» همراه شويد