Планеты кажутся нам вечными и неизменными объектами: Земля существует миллиарды лет, а другие миры кажутся просто «частью космоса». Однако астрономы сегодня способны оценить не только происхождение планет, но и то, сколько времени они могут сохраняться, какие процессы определяют их судьбу и в каких космических условиях они могут «умирать». Новое научно-популярное исследование от Live Science посвящено именно этим вопросам — длительности существования планет в зависимости от условий их звёзд и внутренней структуры.
Как формируются и сколько живут планеты — базовые факты
Планеты формируются в протопланетных дисках — огромных кольцах газа и пыли, окружающих молодую звезду. Эти диски служат источником материала для будущих планет: пылевые частицы сталкиваются и слипаются, образуя сначала крупные каменные тела, а затем полноценные планеты.
Процесс формирования может занимать несколько миллионов лет — сравнительно небольшой срок по космическим меркам. Однако когда планета уже сформирована, её дальнейшая «жизнь» определяется не только её собственными характеристиками, но, в первую очередь, типом звезды-хозяина и условиями орбиты.
Почему у планет нет одного универсального срока жизни
В отличие от звезд, у которых есть строгий жизненный цикл (рождение — главная последовательность — старение — превращение во вспомогательный объект), у планет нет чёткой точки «смерти». В астрономии продолжительность существования может обозначать разные вещи:
- Физическое существование — когда планета сохраняет своё тело и орбиту;
- Сохранение условий, пригодных для жизни — когда поверхность сохраняет атмосферу, температуру и другие параметры, в которых возможна жизнь;
- Стабильность орбиты — когда гравитационные взаимодействия не выбрасывают планету из системы;
Для разных типов планет и звёзд эти временные рамки могут сильно различаться.
Планеты вокруг жёлтых звёзд: пример Солнечной системы
В нашей Солнечной системе все планеты сформировались около 4,6 миллиардов лет назад. Их судьба напрямую связана с жизненным циклом Солнца.
- Земля: как физический объект она будет существовать ещё миллиарды лет, но условия, пригодные для жизни, уменьшатся задолго до этого. По оценкам многих исследований, сложные формы жизни на Земле смогут сохраняться на протяжении примерно ещё 1,75–2 миллиардов лет, после чего постепенное усиление светимости Солнца приведёт к неблагоприятным климатическим условиям.
- Полный конец существования Земли как планеты наступит позже — в момент, когда Солнце войдёт в фазу красного гиганта, примерно через 5 миллиардов лет. Тогда расширение светила может поглотить внутренние планеты, включая потенциально и Землю.
Подобная связь между судьбой планеты и эволюцией звезды характерна для всех планет, вращающихся вокруг звёзд типа нашего Солнца.
Планеты вокруг красных карликов живут дольше
Наиболее распространённый тип звёзд во Вселенной — красные карлики. Они значительно меньше по массе, чем наше Солнце, и потребляют своё топливо намного медленнее.
Звёзды с массой примерно 0,08 масс Солнца могут продолжать гореть десятки триллионов лет, то есть в тысячи раз дольше, чем Солнце. Планеты, вращающиеся вокруг таких звёзд, теоретически сохраняют стабильные условия значительно дольше.
Например, системы, подобные TRAPPIST-1, где несколько каменных планет обращаются вокруг красного карлика, могут сохранять свою орбитальную стабильность и условия для существования в течение очень больших периодов времени — возможно, десятков миллиардов лет или больше.
Что может «убить» планету до её звёздного конца
Несмотря на большую потенциальную продолжительность существования, даже стабильные планеты могут прекратить своё существование в гораздо более короткие сроки. Основные факторы:
- Потеря атмосферы. Интенсивное излучение со стороны звезды может со временем лишить планету её газовой оболочки, что делает поверхность негостеприимной для жизни.
- Внутренние процессы. Тектоника плит и конвекция мантии играют важную роль в поддержании климата. Эти процессы сами по себе имеют ограничения и могут остановиться через десятки миллиардов лет, даже если звезда всё ещё существует.
- Гравитационные взаимодействия. Столкновения с другими объектами, близкие проходы звёзд или динамическая нестабильность системы могут выбросить планету во внешние области галактики или разрушить её.
В результате срок жизни планеты как объекта может сильно различаться в зависимости от конкретных обстоятельств — от нескольких миллиардов до триллионов лет.
Планеты и судьба Вселенной: что дальше?
На самых длинных временных шкалах — от десятков триллионов лет до ещё более экстремальных эпох — судьбу планет и звёзд определяют эффекты, связанные с расширением Вселенной. Когда звёздное формирование закончится и останутся лишь вырожденные остатки звёзд (например, белые карлики), многие системы станут гораздо холоднее и менее активными.
Однако даже тогда планеты, если они не были разрушены ранее, могут продолжать своё медленное движение вокруг звёздных остатков на огромных временных отрезках, которые астрономы называют деградированными эпохами.
Итог
- Срок жизни планеты зависит не только от неё самой, но главным образом от её звезды.
- Планеты вокруг звёзд, подобных Солнцу, живут миллиарды лет.
- Планеты вокруг красных карликов могут сохраняться десятки миллиардов лет и более.
- Потеря атмосферы, разрушительные столкновения и внутренние геофизические процессы могут окончить «жизнь» планеты раньше, чем звезда исчерпает своё топливо.
Таким образом, планеты могут существовать в самых различных временных масштабах — от космических миллиардов до астрономических триллионов лет — и их судьба неразрывно связана с процессами, происходящими как внутри самих планет, так и вокруг их светил.
Источники:
Статья создана по материалам LiveScience.com
