Desde o início da história da humanidade, as pessoas entendem que o Sol é uma parte central da vida como a conhecemos. A importância de inúmeros sistemas mitológicos e cosmológicos em todo o mundo é uma prova disso. Mas, à medida que amadurecemos, aprendemos que o Sol estava aqui muito antes de nós e estará aqui muito tempo depois que partirmos. Tendo formado cerca de 4,6 bilhões de anos atrás, nosso Sol começou sua vida cerca de 40 milhões de anos antes de nossa Terra se formar.
Desde então, o Sol está no que é conhecido como Sequência Principal, onde a fusão nuclear em seu núcleo faz com que ele emita energia e luz, mantendo-nos aqui na Terra nutridos. Isso durará mais 4,5 - 5,5 bilhões de anos, quando esgotará seu suprimento de hidrogênio e hélio e passará por sérias mudanças. Supondo que a humanidade ainda esteja viva e chama a Terra de lar neste momento, podemos considerar sair do caminho!
O nascimento do nosso sol:
A teoria predominante sobre como nosso Sol e Sistema Solar se formaram é conhecida como Teoria Nebular, que afirma que o Sol e todos os planetas começaram bilhões de anos atrás como uma nuvem gigante de gás e poeira molecular. Então, aproximadamente 4,57 bilhões de anos atrás, essa nuvem sofreu um colapso gravitacional em seu centro, onde qualquer coisa, de uma estrela passageira a uma onda de choque causada por uma supernova, desencadeou o processo que levou ao nascimento do nosso Sol.
Basicamente, isso ocorreu depois que bolsões de poeira e gás começaram a se acumular em regiões mais densas. À medida que essas regiões atraíam mais e mais matéria, a conservação do momento os fazia começar a girar, enquanto o aumento da pressão fazia com que esquentassem. A maior parte do material acabou em uma bola no centro, enquanto o restante da matéria foi achatada em um grande disco que circulava em torno dele.
A bola no centro acabaria por formar o Sol, enquanto o disco de material formaria os planetas. O Sol passou os 100.000 anos seguintes como uma protoestrela em colapso antes que a temperatura e as pressões no interior disparassem a fusão em seu núcleo. O Sol começou como uma estrela T Tauri - uma estrela descontroladamente ativa que explodiu um vento solar intenso. E apenas alguns milhões de anos depois, ele se estabeleceu em sua forma atual.
Sequência principal:
Nos últimos 4,57 bilhões de anos (mais ou menos um dia ou dois), o Sol esteve na Sequência Principal de sua vida. Isso é caracterizado pelo processo em que o combustível de hidrogênio, sob tremenda pressão e temperatura em seu núcleo, é convertido em hélio. Além de alterar as propriedades de sua matéria constituinte, esse processo também produz uma tremenda quantidade de energia. No total, 600 milhões de toneladas de matéria são convertidas em neutrinos, radiação solar e aproximadamente 4 x 1027 Watts de energia.
Naturalmente, esse processo não pode durar para sempre, pois depende da presença de matéria que está sendo consumida regularmente. À medida que o tempo passa e mais hidrogênio é convertido em hélio, o núcleo continua a encolher, permitindo que as camadas externas do Sol se aproximem do centro e experimentem uma força gravitacional mais forte.
Isso colocará mais pressão no núcleo, que é resistido por um aumento resultante na taxa na qual a fusão ocorre. Basicamente, isso significa que, à medida que o Sol continua gastando hidrogênio em seu núcleo, o processo de fusão acelera e a produção do Sol aumenta. No momento, isso está levando a um aumento de 1% na luminosidade a cada 100 milhões de anos e a 30% ao longo dos últimos 4,5 bilhões de anos.
Daqui a aproximadamente 1,1 bilhão de anos, o Sol estará 10% mais brilhante do que é hoje. Esse aumento na luminosidade também significa um aumento na energia térmica, que a atmosfera da Terra absorverá. Isso provocará um efeito estufa descontrolado, semelhante ao que transformou Vênus na terrível estufa que é hoje.
Em 3,5 bilhões de anos, o Sol estará 40% mais brilhante do que é agora, o que fará com que os oceanos fervam, as calotas de gelo derreterão permanentemente e todo o vapor de água na atmosfera seja perdido no espaço. Sob essas condições, a vida como a conhecemos será incapaz de sobreviver em qualquer lugar da superfície, e o planeta Terra será totalmente transformado em outro mundo quente e seco, como Vênus.
Fase Gigante Vermelha:
Daqui a 5,4 bilhões de anos, o Sol entrará no que é conhecido como a fase do Gigante Vermelho de sua evolução. Isso começará assim que todo o hidrogênio estiver exaurido no núcleo e as cinzas de hélio inerte que se acumulam lá se tornam instáveis e colapsam com seu próprio peso. Isso fará com que o núcleo aqueça e fique mais denso, fazendo com que o Sol cresça em tamanho.
Calcula-se que o Sol em expansão crescerá grande o suficiente para abranger as órbitas de Mercúrio, Vênus e talvez até a Terra. Mesmo que a Terra sobrevivesse ao consumo, sua nova proximidade com o intenso calor desse sol vermelho queimaria nosso planeta e tornaria completamente impossível a vida sobreviver. No entanto, os astrônomos observaram que, à medida que o Sol se expande, é provável que a órbita do planeta também mude.
Quando o Sol atingir esse estágio tardio de sua evolução estelar, ele perderá uma quantidade enorme de massa através dos poderosos ventos estelares. Basicamente, à medida que cresce, perde massa, fazendo com que os planetas espiralem para fora. Portanto, a questão é: o Sol em expansão ultrapassará os planetas em espiral para fora ou a Terra (e talvez até Vênus) escapará de seu alcance?
K.-P Schroder e Robert Cannon Smith são dois pesquisadores que abordaram essa mesma questão. Em um trabalho de pesquisa intitulado "Futuro distante do Sol e da Terra revivido”Que apareceu no Avisos mensais da Royal Astronomical Society, eles executaram os cálculos com os modelos mais atuais de evolução estelar.
De acordo com Schroder e Smith, quando o Sol se tornar uma estrela gigante vermelha em 7,59 bilhões de anos, começará a perder massa rapidamente. Quando atingir seu maior raio, 256 vezes o seu tamanho atual, reduzirá para apenas 67% de sua massa atual. Quando o Sol começar a se expandir, o fará rapidamente, varrendo o Sistema Solar interno em apenas 5 milhões de anos.
Em seguida, entrará em sua fase relativamente curta (130 milhões de anos) de queima de hélio; nesse ponto, expandirá além da órbita de Mercúrio e depois de Vênus. Quando se aproximar da Terra, estará perdendo 4,9 x 1020 toneladas de massa por ano (8% da massa da Terra).
Mas a Terra sobreviverá ?:
Agora é aqui que as coisas se tornam um pouco "boas notícias / más notícias". A má notícia, segundo Schroder e Smith, é que a Terra NÃO sobreviverá à expansão do Sol. Mesmo que a Terra possa se expandir para uma órbita 50% mais distante do que está hoje (1,5 UAs), ela não terá a chance. O Sol em expansão engolirá a Terra logo antes de atingir a ponta da fase gigante vermelha, e o Sol ainda terá outros 0,25 UA e 500.000 anos para crescer.
Uma vez dentro da atmosfera do Sol, a Terra colidirá com partículas de gás. Sua órbita decairá e espiralará para dentro. Se a Terra estivesse um pouco mais longe do Sol agora, às 1,15 UA, seria capaz de sobreviver à fase de expansão. Se nós pudéssemos empurrar nosso planeta a essa distância, também estaríamos nos negócios. No entanto, essa conversa é inteiramente especulativa e no domínio da ficção científica no momento.
E agora as boas notícias. Muito antes de o Sol entrar na fase de Gigante Vermelho, sua zona habitável (como a conhecemos) desapareceu. Os astrônomos estimam que essa zona se expandirá além da órbita da Terra em cerca de um bilhão de anos. O aquecimento do Sol evapora os oceanos da Terra e a radiação solar expulsa o hidrogênio da água. A Terra nunca mais terá oceanos e acabará por se fundir.
Sim, essas são as boas notícias ... mais ou menos. Mas o lado positivo disso é que podemos dizer com confiança que a humanidade será obrigada a deixar o ninho muito antes de ser tragado pelo sol. E, considerando que estamos lidando com cronogramas que estão muito além de qualquer coisa com a qual possamos realmente lidar, não podemos nem ter certeza de que algum outro evento cataclísmico não irá nos reivindicar mais cedo ou que não teremos passado muito do nosso atual fase evolutiva.
Um benefício secundário interessante será como a mudança dos limites da zona habitável do Sol também mudará o Sistema Solar. Enquanto a Terra, a meros 1,5 AUs, não estará mais na zona habitável do Sol, grande parte do Sistema Solar externo estará. Esta nova zona habitável se estenderá de 49,4 UA a 71,4 UA - até o Cinturão de Kuiper - o que significa que os mundos anteriormente gelados derreterão, e a água líquida estará presente além da órbita de Plutão.
Talvez Eris seja nosso novo mundo natal, o planeta anão de Plutão seja o novo Vênus, e Haumeau, Makemake, e o restante será o exterior "Sistema Solar". Mas o que talvez seja mais fascinante sobre tudo isso é como os humanos são tentados a perguntar "ainda estará aqui no futuro" em primeiro lugar, especialmente quando esse futuro for bilhões de anos a partir de agora.
De alguma forma, os assuntos do que veio antes de nós, e o que estará aqui quando partirmos, continuam a nos fascinar. E ao lidar com coisas como o nosso Sol, a Terra e o Universo conhecido, torna-se absolutamente necessário. Até o momento, nossa existência tem sido um relâmpago em comparação com o cosmos, e por quanto tempo suportaremos permanece uma questão em aberto.
Escrevemos muitos artigos interessantes sobre o Sol aqui na Space Magazine. Aqui está o que é a cor do sol ?, que tipo de estrela é o sol ?, como o sol produz energia? E podemos transformar o sol em terra?
Astronomy Cast também tem alguns episódios interessantes sobre o assunto. Dê uma olhada neles - Episódio 30: O Sol, Manchas e Tudo, Episódio 108: A Vida do Sol, Episódio 238: Atividade Solar.
Para mais informações, consulte o Guia do sistema solar da NASA.
