A ciência de como a Terra encontrará seu fim último

Os últimos ~4 bilhões de anos foram uma corrida incrivelmente bem-sucedida e ininterrupta pela vida na Terra. O futuro não será tão brilhante.

Quando as estrelas de menor massa, semelhantes ao Sol, ficam sem combustível, elas explodem suas camadas externas em uma nebulosa planetária, mas o centro se contrai para formar uma anã branca, que leva muito tempo para desaparecer na escuridão. Com o tempo, quaisquer planetas restantes perderão radiação gravitacional, onde eventualmente se fundirão com o remanescente estelar do nosso sol. (Crédito: Mark Garlick/Universidade de Warwick)

Principais conclusões
  • A vida na Terra sobrevive e prospera há mais de 4 bilhões de anos, mas tudo isso vai mudar.
  • O sol vai aquecer, fervendo os oceanos da Terra e, eventualmente, se tornar uma gigante vermelha.
  • Muitos outros eventos catastróficos acontecerão, mas o fim final da Terra – cair no cadáver do sol – pode não acontecer por 10^26 anos.

Por mais de 4 bilhões de anos, a vida terrestre sobreviveu e prosperou.

Esta vista aérea da Grand Prismatic Spring no Parque Nacional de Yellowstone é uma das características hidrotermais mais emblemáticas do mundo. As cores devem-se aos vários organismos que vivem nestas condições extremas, e dependem da quantidade de luz solar que atinge as várias partes das nascentes. Campos hidrotermais como este são alguns dos melhores locais candidatos para a vida ter surgido na Terra. ( Crédito : Jim Peaco/Serviço de Parques Nacionais)

Mas com o passar do tempo, catástrofes futuras afligirão o planeta Terra.

Este recorte mostra as várias regiões da superfície e do interior do sol, incluindo o núcleo, que é onde ocorre a fusão nuclear. Com o passar do tempo, a região do núcleo onde ocorre a fusão nuclear se expande, fazendo com que a produção de energia do sol aumente. ( Crédito : Wikimedia Commons/KelvinSong)

À medida que o sol envelhece, seu núcleo se expande e aquece, aumentando a taxa de fusão nuclear.

Se tudo mais falhar, podemos ter certeza de que a evolução do sol causará a morte de toda a vida na Terra. Muito antes de chegarmos ao estágio de gigante vermelha, a evolução estelar fará com que a luminosidade do sol aumente significativamente o suficiente para ferver os oceanos da Terra, o que certamente erradicará a humanidade, se não toda a vida na Terra. A taxa exata de aumento do tamanho do Sol, bem como os detalhes sobre sua perda de massa em etapas, ainda não são perfeitamente conhecidos. ( Crédito : Wikimedia Commons/Oliver Beatson)

Depois de mais 1 ou 2 bilhões de anos, sua produção de energia ferverá os oceanos da Terra.

Hoje na Terra, a água do oceano só ferve, normalmente, quando lava ou algum outro material superaquecido entra nela. Mas em um futuro distante, a energia do sol será suficiente para isso, e em escala global. ( Crédito : Jennifer Williams via Flickr)

Subsequentemente, as interações gravitacionais entre os planetas internos perturbam suas órbitas.

Os planetas se movem nas órbitas que fazem, de forma estável, devido à conservação do momento angular. Sem nenhuma maneira de ganhar ou perder momento angular, eles permanecem em suas órbitas elípticas arbitrariamente no futuro. No entanto, se eles exercem forças mútuas um sobre o outro e o sol ocupa um volume finito, as forças gravitacionais e de maré exercidas podem levar a cenários evolutivos tão caóticos que um ou mais desses planetas podem eventualmente ser ejetados. ( Crédito : NASA/JPL/J. Giorgini)

Há uma pequena probabilidade de que cada planeta rochoso, incluindo a Terra, seja ejetado.

Quando um corpo planetário é perturbado gravitacionalmente por uma quantidade grande o suficiente, sua órbita pode se tornar instável, levando a uma catástrofe como a ejeção ou sendo arremessado ao sol, como ilustrado aqui para HD 189733b, um planeta sendo devorado por sua estrela-mãe. ( Crédito : NASA/GSFC)

Após 4 bilhões de anos, ocorre a inevitável fusão Andrômeda-Via Láctea.

Uma série de fotos mostrando a fusão Via Láctea-Andrômeda e como o céu parecerá diferente da Terra à medida que isso acontece. Essa fusão ocorrerá cerca de 4 bilhões de anos no futuro, com uma enorme explosão de formação estelar levando a uma galáxia elíptica vermelha e morta, livre de gás: Milkdromeda. Uma única e grande elíptica é o destino final de todo o grupo local. Apesar das enormes escalas e números de estrelas envolvidas, apenas aproximadamente 1 em 100 bilhões de estrelas colidirão ou se fundirão durante este evento. ( Crédito : NASA; Z. Levay e R. van der Marel, STScI; T. Hallas; A. Mellinger)

Apesar da formação de novas estrelas, supernovas e colisões estelares, a Terra provavelmente permanece inalterada.

Depois de aproximadamente cinco a sete bilhões de anos, o sol esgotará o hidrogênio em seu núcleo. O interior se contrairá, aquecerá e, eventualmente, a fusão do hélio começará. Neste ponto, o sol vai inchar, vaporizar a atmosfera da Terra e carbonizar o que resta de nossa superfície. Mas mesmo quando esse evento catastrófico ocorrer, a Terra pode não ser engolida, permanecendo um planeta, ainda que muito diferente do mundo que conhecemos hoje. ( Crédito : ESO / L. Calçada)

Alguns bilhões de anos depois, o sol se torna uma gigante vermelha.

À medida que o sol se torna uma verdadeira gigante vermelha, a própria Terra pode ser engolida ou engolida, mas definitivamente será assada como nunca antes. Vênus e Merucry não terão tanta sorte, pois o raio da gigante vermelha do Sol abrangerá com folga os dois mundos mais internos do nosso Sistema Solar, mas estima-se que a Terra estará segura por aproximadamente 10 a 20 milhões de milhas. ( Crédito : Wikimedia Commons/Fsgregs)

Destinado a engolir Mercúrio e Vênus, o destino da Terra permanece em dúvida .

Quando o sol ficar completamente sem combustível nuclear, ele explodirá suas camadas externas em uma nebulosa planetária, enquanto o centro se contrai em uma estrela anã branca quente e compacta. É incerto se esse processo empurrará a Terra para longe o suficiente para evitar ser atraído para o remanescente estelar central, ou se nosso planeta enfrentará nossa morte durante esse processo. ( Crédito : V. Peris, J. L. Lamadrid, J. Harvey, S. Mazlin, A. Guijarro)

Perda de massa estelar empurra a órbita da Terra para fora ; ainda podemos sobreviver.

Depois que o sol sai de sua fase gigante vermelha, suas camadas externas se dissipam e apenas uma anã branca permanece, vários planetas, incluindo, potencialmente, a Terra, permanecerão. Se esse evento não destruir nosso planeta, provavelmente sobreviveremos por mais ~ 10 ^ 26 anos ou mais. ( Crédito : David A. Aguilar / CfA)

Nesse caso, orbitaremos nossa anã branca remanescente por eras vir.

Quando ocorre um grande número de interações gravitacionais entre sistemas estelares, uma estrela pode receber um impulso grande o suficiente para ser ejetada de qualquer estrutura da qual faça parte. Observamos estrelas fugitivas na Via Láctea até hoje; uma vez que eles se foram, eles nunca mais voltarão. Estima-se que isso ocorra para o nosso sol em algum ponto entre 10^17 a 10^19 anos a partir de agora, com a última opção mais provável. No entanto, a maioria dos cenários envolve o sistema Terra-Lua permanecendo ligado ao sol quando isso ocorre. ( Crédito : J. Walsh e Z. Levay, ESA/NASA)

Após ~1019anos, interações massivas ejetam a maioria das estrelas e sistemas solares.

Configurações particulares ao longo do tempo, ou interações gravitacionais singulares com a passagem de grandes massas, podem resultar na ruptura e ejeção de grandes corpos de sistemas solares e planetários. Nos estágios iniciais de um sistema solar, muitas massas são ejetadas apenas pelas interações gravitacionais que surgem entre protoplanetas, mas nos estágios finais, são apenas encontros aleatórios que causam ejeções planetárias, e esses são mais raros do que os que ejetam sistemas solares inteiros. . ( Crédito : S. Basu, E. I. Vorobyov e A. L. DeSouza; arXiv:1208.3713)

A Terra, no entanto, permanece orbitando nosso remanescente estelar, com radiação gravitacional causando uma inspiração.

Os efeitos do nosso planeta se movendo e acelerando através do espaço-tempo curvo induzido pela massa central que ancora nosso sistema solar fará com que a órbita da Terra eventualmente decaia. Essa perda de energia devido à radiação gravitacional é lenta, mas constante, e causará o fim real do nosso planeta após ~10^26 anos. (Crédito: American Physical Society)

Após ~1026anos, as marés destruirão fatalmente o planeta.

Quando um único corpo maciço se aproxima demais de uma massa maior, as forças de maré se tornam significativas o suficiente para superar a energia de ligação gravitacional, rasgando o objeto e esticando-o em um anel, antes que chova e se estabeleça na superfície do corpo. corpo mais maciço. O remanescente do sol pode fazer isso com a Terra em ~10^26 anos. ( Crédito : NASA/JPL-Caltech)

O cadáver da anã negra do sol finalmente devorará as cinzas remanescentes da Terra: nosso fim último.

Depois que o sol se tornar uma anã negra, se nada for ejetado ou colidir com os restos da Terra, eventualmente a radiação gravitacional nos fará espiralar, ser dilacerados e eventualmente engolidos pelos restos do nosso sol. ( Crédito : Jeff Bryant/Vistapro)

Apenas os raros, isolados, planetas ejetados permanecerá intacto por mais tempo.

Os planetas errantes podem ter uma variedade de origens exóticas, como surgir de estrelas trituradas ou outro material, ou de planetas ejetados de sistemas solares, mas a maioria deve surgir de nebulosas formadoras de estrelas, como simples aglomerados gravitacionais que nunca chegaram a estelar. objetos de tamanho. Quando ocorre um evento de microlente, podemos usar a luz para reconstruir a massa do planeta interveniente. (Crédito: C. Pulliam, D. Aguilar/CfA)

Principalmente Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, recursos visuais e não mais de 200 palavras. Fale menos; sorria mais.

Neste artigo Espaço e Astrofísica

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