Obsah:
Většina planet může existovat dlouho, dlouho, ale nemohou trvat věčně. Hladové hvězdy a násilní planetární sousedé mohou zcela zničit svět, zatímco dopady a nadměrný vulkanismus mohou učinit obyvatelný svět sterilním tím, že zbaví planetu vody. Existuje také mnoho teoretických způsobů, které by mohly znamenat konec planety, ale ne, pokud víme.
"Planety neustále umírají přímo v našem galaktickém sousedství," napsal Sean Raymond, planetární modelář z Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux v Bordeaux ve Francii, na svém blogu o tom, jak umírají planety. Raymond prozkoumal nespočet způsobů, jak by planety mohly dostát svému konci. I když ne všechny planety zemřou, většina nakonec najde cestu do planetární márnice.
Klimatická katastrofa
Zemský klimatický cyklus hraje důležitou roli při zajišťování toho, aby planeta nebyla ani příliš horká, ani příliš studená, aby udržela život. K tomu, aby se klima na skalnatém světě, jako je Země, zvrhlo a spustilo události vedoucí buď k neuvěřitelně horké planetě, nebo ke světu sněhové koule, není potřeba mnoho.
Na Zemi je teplota regulována množstvím oxidu uhličitého v atmosféře. Oxid uhličitý a další skleníkové plyny v atmosféře (jako je voda, metan a oxid dusný) působí jako přikrývka, která udržuje planetu v teple tím, že zpomaluje, kolik slunečního záření uniká zpět do vesmíru. Když se oxid uhličitý hromadí v atmosféře, ohřívá povrch planety a způsobuje, že více prší. Dešťové srážky pak odstraní část oxidu uhličitého z atmosféry a ukládají jej do uhličitanových hornin na mořském dně a planeta se začne ochlazovat.
Pokud se oxid uhličitý hromadí v atmosféře rychleji, než se stihne znovu vstřebat do hornin, například kvůli něčemu, jako je zvýšená sopečná činnost, může to vyvolat skleníkový efekt. Teploty mohou stoupnout nad bod varu vody, což může být problém pro udržení života, protože veškerý život, jak ho známe, potřebuje vodu. Rostoucí teploty mohou také umožnit, aby atmosféra unikla do vesmíru a odstranila ochranný štít, který odklání záření ze slunce planety a dalších hvězd.
"Vytápění skleníků je pro atmosféru běžnou skutečností a do určité míry žádoucí," napsal Raymond. "Ale věci se mohou vymknout kontrole."
Teplo není jediný způsob, jak se klima může stát smrtícím. Když se planeta dostatečně ochladí, tělo se změní ve svět sněhové koule, skalnatý objekt pokrytý ledem. Led a sníh jsou jasné a odrážejí velkou část tepla hvězdy zpět do vesmíru, což způsobuje, že se svět ještě více ochladí. Na světě s povrchovými vulkány mohou erupce uvolňovat oxid uhličitý a další plyny zpět do atmosféry a ohřívat tak svět zpět. Ale pokud se podmínky sněhové koule vyskytnou na planetě, která postrádá deskovou tektoniku – a tedy sopky – svět může být trvale uzamčen ve stavu sněhové koule.
Podle Raymonda jsou všechny potenciálně životodárné planety vystaveny riziku klimatické katastrofy, která může učinit planetu neobyvatelnou, ale ne zcela zničit.
Láva nebo život
Tah sousedních světů může táhnout na oběžné dráze planety, což vyvíjí tlak na nitro planety a zvyšuje teplo střední vrstvy Země, pláště. To teplo si musí najít způsob, jak uniknout, a nejtypičtější způsob je přes sopku.
Sopečná činnost může významně ovlivnit životní prostředí planety. Podle Univerzitní korporace pro výzkum atmosféry mohou částice plynu a prachu vyvržené do atmosféry sopkou ovlivnit atmosféru planety, ochlazovat planetu a stínit ji před příchozí radiací. V roce 1815 erupce hory Tambora, největší erupce v zaznamenané historii Země, vyvrhla tolik popela, že snížila globální teploty, takže rok 1816 se stal takzvaným „rokem bez léta“.
Sopky mohou způsobit i opačný efekt – globální oteplování – protože uvolňují skleníkové plyny do atmosféry. Časté a velké sopečné erupce by mohly spustit skleníkový efekt, který by proměnil obyvatelný svět, jako je Země, v něco více jako Venuši.
Reálný příklad světa sopek nemusíme hledat daleko. Jupiterův měsíc Io je vulkanicky nejaktivnějším tělesem ve sluneční soustavě se stovkami vulkánů, které nepřetržitě vybuchují. Pokud by Země byla tažena stejně jako Io gravitační silou Jupitera, Země by měla podle Raymonda 10krát větší vulkanickou aktivitu než Io.
Kometní katastrofa
Skalnaté asteroidy a ledové komety jsou planetární „drobky“, které mohou svým sousedním světům způsobit značné problémy, zvláště když je vrhnou ledoví a plynní obři.
Jak se planety usazují na své konečné oběžné dráhy, jejich gravitační tahače mohou pohybovat asteroidy a kometami. Některé mohou být vytlačeny na okraj planetárního systému, zatímco jiné jsou vrženy dovnitř a nakonec se srazí se skalnatými světy, kde se život může pokoušet vyvinout.
V naší vnější sluneční soustavě poslední pohyby Neptuna, když se usadil na svou stálou dráhu, posunuly dovnitř několik komet a míjely je z planety na planetu, dokud nedosáhly Jupiteru. Jupiter vyhodil některá z těchto ledových těles směrem ven, ale jiná byla vržena dovnitř k Zemi během období známého jako pozdní těžké bombardování.
Dnes Země neustále hromadí asi 100 tun (90 metrických tun) meziplanetárního materiálu každý den ve formě prachu. Objekty větší než asi 330 stop (100 metrů) se zřítí na povrch jen asi jednou za 10 000 let, zatímco tělesa větší než dvě třetiny míle (1 kilometr) se zřítí pouze jednou za několik 100 000 let, podle do Centra NASA pro studium objektů v blízkosti Země.
Když obří planety vrhají tyto ničivé drobky směrem ke Slunci, kolize narůstají a nárazy se stávají častěji. Středně velké předměty mohou vymršťovat prach a úlomky do atmosféry, což může narušovat atmosférické procesy. Obří dopady mohou způsobit ještě hrozivější účinky, a to nejen kvůli devastaci v bodě nula, ale také proto, že mohou vyvrhnout dostatek úlomků, aby způsobily impaktní zimu a uvrhly planetu do mini doby ledové. S dostatečným množstvím dopadů odpálených za sebou by klimatické efekty mohly narůstat jeden na druhého, dokud nakonec neučinily svět neobyvatelným.
Na základě pozorování planetárních zbytků nalezených kolem jiných hvězd Raymond vypočítal, že asi 1 miliarda planet podobných Zemi v galaxii bude nakonec zničena bombardováním asteroidy.
Špatný velký bratr
Jako nejhmotnější objekt ve sluneční soustavě po Slunci působí Jupiter jako ochranný velký bratr, který chrání menší kamenné planety před úlomky, a stejnou roli pravděpodobně hrají obři kolem jiných světů. Ale pokud by se plynný obr jako Jupiter stal nestabilním, mohlo by to mít zničující dopad na menší světy kolem něj.
Poté, co se vytvoří hvězdy, z disku zbylého materiálu vzniknou planety. Gravitační tahy plynu a prachu v disku působí silou na planety a mohou udržet plynné obry v linii po dobu prvních několika milionů let. Jakmile však zmizí, planety mohou své dráhy změnit snadněji. Vzhledem k tomu, že obří planety jsou mnohem menší než jejich skalní sourozenci, jejich gravitační tlaky mohou významně ovlivnit posun oběžných drah menších planet. Ale velké světy nejsou imunní; dvě obří planety se mohou navzájem tahat a mohou se dokonce míjet extrémně blízko sebe. Podle Raymonda se tito obři jen zřídka srážejí, místo toho si navzájem poskytují gravitační kopy. Nakonec by některé světy mohly být zcela vyhozeny z oběžné dráhy a byly nuceny plout vesmírem bez spojení s žádnou hvězdou.
Raymond vypočítal, že zhruba 5 miliard skalnatých světů bylo zničeno plynovými obry. K většině ničení pravděpodobně došlo brzy poté, co se planety zformovaly. Hrstka se však pravděpodobně stala později v životě systému, poté, co měl život čas se vyvinout. Pokud se pouze 1 % plynných obrů stalo později během svého planetárního života nestabilním, pak je možné, že 50 milionů planetárních systémů zničilo obydlené světy tím, že je hodilo do své hvězdy.
Hvězdné mlsání
Stejně jako planety mohou i hvězdy zaniknout a jejich přeměna může mít drastické dopady na planety, které kolem nich obíhají.
Například červeným trpaslíkům může trvat déle než 100 milionů let, než dosáhnou své dlouhodobé jasnosti, desetkrát déle než naše slunce. Planety obíhající kolem červeného trpaslíka se mohou na několik milionů let nacházet v obyvatelné zóně, ale jak hvězda roste jasnější, může se při vyšších teplotách vypařovat veškerá voda udržující život.
Ale planety obíhající kolem horkého červeného trpaslíka by stále mohly udržet život. "Nevíme, zda tento proces zcela vysuší planety, nebo jen odstraní několik vnějších vrstev oceánu," napsal Raymond. "Pokud má planeta ve svém nitru uvězněno dostatek vody (předpokládá se, že Země má v plášti několiknásobek své povrchové vody), pak by mohla odolat ztrátě oceánů pozdějším odplyněním nových. Je to složitá souhra mezi geologií a astronomií a výsledek je zatím neznámý." Raymond odhadl, že 100 miliard planet mohlo být vysušeno jejich červeným trpaslíkem.
Hvězdy podobné Slunci dávají obyvatelným planetám více času na zadržování vody a dávají šanci životu. Ale mění se i teplota Slunce, která se v průběhu miliard let pomalu rozjasňuje. Za miliardu let, řekl Raymond, planeta již nebude v obyvatelné zóně; voda již na zemském povrchu nezůstane kapalná. Místo toho planeta podstoupí rychlý skleníkový efekt a nakonec bude vypadat jako Venuše.
Když hvězda podobná Slunci dosáhne stáří 10 miliard let, dojde jí vodík a expanduje na 100 až 200násobek své současné velikosti. (Naše slunce je staré 4,5 miliardy let, takže máme nějaký čas, než se tak stane.) Ve sluneční soustavě budou Venuše a Merkur pohlceny hvězdou, zatímco měnící se gravitace Slunce vytlačí Mars a vnější planety dále. Země je přímo na okraji a může postihnout oba osudy. Zhruba 4 miliardy kamenných světů pravděpodobně pohltí pomalu se rozjasňující hvězda.
Nejhmotnější hvězdy explodují v ohnivé supernově po relativně krátké době života několika milionů let. Kolem těchto hmotných hvězd nebyly nalezeny žádné planety, ale to může být způsobeno tím, že existuje tak málo hmotných hvězd, které je třeba hledat, a exoplanety je stále těžké najít, napsal Raymond. Ať tak či onak, všechny planety kolem těchto obřích hvězd budou pravděpodobně zničeny explozivní smrtí hvězdy.
