Co bude, až Slunce nebude?

Naše Slunce je z pohledu astronomie pouze jednou z mnoha miliard hvězd ve vesmíru. A stejně jako každá z těchto hvězd, i Slunce si kdysi prošlo fází vzniku a nevyhnutelně ho v budoucnosti čeká zánik. Řekneme si, jak jeho zánik bude probíhat a jaké důsledky bude mít pro planetu Zemi.

Sdílet tento článek:

Na úvod jenom malé upozornění: vyznění dnešního článku bude poněkud apokalyptické, neboť se zánikem Slunce úzce souvisí i zánik naší planety přinejmenším v té podobě, v jaké ji známe dnes. Byli jste varováni, tak čtěte dál :-)

Začneme připomenutím, co jsou vlastně hvězdy. Definice říká, že hvězda je kulový objekt horkého plazmatu, který drží pohromadě díky vlastní gravitaci a v jehož jádře probíhá jaderná fúze neboli spalování lehčích prvků na těžší. Po většinu svého života hvězda spaluje vodík na hélium. V našem Slunci se toto děje již 4.5 miliardy let, tolik času uplynulo od jeho vzniku.

Zcela správně se teď ptáte: když se ve Slunci spaluje vodík na hélium, co se stane, až zásoby vodíku dojdou?

Nejprve je potřeba si říct, že spalováním vodíku Slunce zahřívá samo sebe a další spalování díky tomu probíhá stále rychleji. V důsledku toho se zvyšuje i svítivost Slunce, konkrétně o 10 procent každou miliardu let.

A to je první problém.

Za miliardu let se svítivost Slunce zvýší natolik, že teplota zemského povrchu stoupne na 50 stupňů Celsia. Oceány se začnou vypařovat. Víme, že vodní pára je účinným skleníkovým plynem. Způsobený skleníkový efekt ještě více urychlí ohřívání zemského povrchu a vypařování oceánů. Tento roztáčející se kolotoč změn způsobí, že na Zemi přestane existovat voda v tekuté podobě.

A to je druhý problém.

Vodu v tekuté podobě potřebujeme k tomu, aby na Zemi mohl existovat život. V této fázi zanikne život (pokud tu v té době nějaký bude) na většině zemského povrchu, pouze v oblasti pólů se možná budou stále vyskytovat omezené zásoby vody a v ní i zbytky jednoduchých forem života.

Nadějí pro naši záchranu se stane planeta Mars. V jeho polárních oblastech se totiž nacházejí zásoby vody ve formě vodního ledu. Vlivem rostoucí svítivosti Slunce se i Mars začne ohřívat (průměrná teplota na Marsu dnes dosahuje -63 °C), led se bude rozpouštět, uvolněné vodní páry způsobí skleníkový efekt, což urychlí ohřívání planety... sečteno podtrženo, podmínky na Marsu by se mohly podobat podmínkám na Zemi dnes.

Naproti tomu podmínky na Zemi budou za 3-4 miliardy let srovnatelné s dnešními podmínkami na Venuši, což je nehostinný rozpálený svět, kde se povrchová teplota blíží 500 °C.

To nejzajímavější nás ale stále teprve čeká. Sice jsme už stačili pohřbít veškerý pozemský život, ale se Sluncem se toho zatím příliš nestalo, pouze svítí o něco více než dříve.

Klíčová událost nastane přibližně za 5 miliard let. Tou dobou v jádru Slunce dojdou zásoby vodíku a hvězda zahájí svůj přechod do fáze tzv. rudého obra.

Zásoby vodíku v jádře došly, zároveň má ale jádro natolik vysokou teplotu, že umožní zapálení jaderné fúze i ve svém okolí. V obálce kolem jádra se tedy začne spalovat vodík na hélium. Díky tomu hvězda mnohonásobně zvětší svůj objem - prostě se nafoukne.

Srovnání velikosti Slunce dnes a v maximu fáze rudého obra

Srovnání velikosti Slunce dnes a v maximu fáze rudého obra

Zatímco dnešní Slunce má poloměr 700 tisíc kilometrů, za 7.5 miliardy let, v maximu fáze rudého obra, to bude 256krát více - 180 miliónů km.

A to je třetí problém.

Země obíhá kolem Slunce ve vzdálenosti 150 miliónů kilometrů. Z toho by vyplývalo, že Slunce svým objemem dosáhne až za dráhu Země a naši planetu zcela pohltí. Není tomu úplně tak. Slunce totiž během přechodu do fáze rudého obra ztratí část své hmoty, sníží svou hmotnost, a dráhy planet se tím posunou o něco dále. Země bude tou dobou obíhat přibližně ve vzdálenosti, ve které dnes obíhá planeta Mars.

Země se tedy prozatím vyhne svému zničení, narozdíl od planet Merkur a Venuše, které budou expandujícím Sluncem nemilosrdně pohlceny. Podle výpočtů z roku 2008 se však vlivem slapových sil a vlivem tření o vnější část sluneční atmosféry zpomalí oběh Země natolik, že se naše planeta do Slunce zřítí.

Ve fázi rudého obra stráví Slunce přibližně miliardu let. Po celou tuto dobu se bude spalovat vodík v obálce kolem jádra na hélium. Poté dojde v jádře k zapálení dalšího stupně jaderné reakce, při které se hélium začne slučovat na uhlík. Až se hélium v jádře spotřebuje, začne se totéž dít v obálce kolem jádra, stejně jako u přeměny vodíku na hélium.

Na konci této fáze se Slunce stane nestabilním, v samém závěru odhodí většinu své hmoty do prostoru a vytvoří tak rozpínající se útvar - planetární mlhovinu. V jejím centru zůstane zářit obnažené sluneční jádro coby malá horká hvězda, bílý trpaslík s povrchovou teplotou přes 100 tisíc stupňů a velikostí srovnatelnou s velikostí planety Země.

Planetární mlhovina M57 v Lyře. Podobně bude vypadat za 8 miliard let planetární mlhovina kolem Slunce.

Planetární mlhovina M57 v Lyře.
Podobně bude vypadat za 8 miliard let planetární mlhovina kolem Slunce.
Uprostřed mlhoviny je vidět bílý trpaslík - jádro původní hvězdy.
Zdroj: The Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA)

Planetární mlhovina se během několika desítek tisíc let rozptýlí ve volném prostoru, zatímco bílý trpaslík v jejím centru bude pomalu chladnout, až po mnoha desítkách či stovkách miliard let přestane zářit úplně.

Z našeho Slunce se tak stane takzvaný černý trpaslík neboli vyhaslé a chladné jádro původní hvězdy.

Planety a jejich měsíce, které přežijí všechny tyto události, budou kolem vyhaslého Slunce obíhat dál, ale budou to zmrzlé a temné světy bez života.