ดาวเคราะห์ตายอย่างไรและทำไม?

(ภาพ: © Vadim Sadovski / Shutterstock)

ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่สามารถดำรงอยู่ได้เป็นเวลานานนาน แต่ไม่สามารถอยู่ได้ตลอดไป ดาวที่หิวโหยและเพื่อนบ้านของดาวเคราะห์ที่มีความรุนแรงสามารถทำลายโลกได้อย่างสมบูรณ์ในขณะที่ผลกระทบและภูเขาไฟที่มากเกินไปสามารถทำให้โลกที่อยู่อาศัยปลอดเชื้อได้โดยการลอกดาวเคราะห์ของน้ำออก นอกจากนี้ยังมีวิธีการทางทฤษฎีมากมายที่อาจสะกดจุดจบของดาวเคราะห์ แต่ยังไม่เป็นเท่าที่เรารู้

"ดาวเคราะห์ตายตลอดเวลาในย่านกาแลคซีของเรา" ฌอนเรย์มอนด์ผู้สร้างแบบจำลองดาวเคราะห์ที่ Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux ในบอร์โดประเทศฝรั่งเศสเขียนไว้ใน ซีรีย์บล็อกเกี่ยวกับวิธีการที่ดาวเคราะห์ตาย. เรย์มอนด์ได้สำรวจวิธีการมากมายที่ดาวเคราะห์อาจจะถึงจุดจบ ในขณะที่ดาวเคราะห์ไม่ได้ตายทั้งหมดในที่สุดส่วนใหญ่หาทางไปสู่ศพของดาวเคราะห์

ภัยพิบัติจากสภาพภูมิอากาศ

วงจรสภาพภูมิอากาศของโลกมีบทบาทสำคัญในการทำให้แน่ใจว่าโลกไม่ร้อนเกินไปหรือเย็นเกินไปที่จะดำรงชีวิต แต่มันไม่ได้ใช้เวลามากสำหรับสภาพอากาศในโลกที่เป็นหินเช่นโลกเพื่อที่จะถูกโยนออกมาจากการชนก่อให้เกิดเหตุการณ์ที่นำไปสู่โลกที่ร้อนแรงอย่างไม่น่าเชื่อหรือโลกหิมะ

บนโลกนั้นอุณหภูมิถูกควบคุมโดยปริมาณของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และอื่น ๆ ก๊าซเรือนกระจก ในชั้นบรรยากาศ (เช่นน้ำมีเธนและไนตรัสออกไซด์) ทำหน้าที่เป็นผ้าห่มทำให้ดาวเคราะห์อบอุ่นด้วยการชะลอตัวลงว่ารังสีของดวงอาทิตย์จะหนีออกไปสู่อวกาศได้มากน้อยเพียงใด เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศมันก็อุ่นผิวของดาวเคราะห์ ทำให้ฝนตกมากขึ้น. จากนั้นฝนจะทำการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์บางส่วนออกจากชั้นบรรยากาศและสะสมไว้ในหินคาร์บอเนตบนพื้นทะเลและโลกก็เริ่มเย็นลง

หากคาร์บอนไดออกไซด์สะสมในชั้นบรรยากาศเร็วกว่าที่จะถูกดูดกลับเข้าไปในหินเพราะบางสิ่งเช่นกิจกรรมของภูเขาไฟที่เพิ่มขึ้นตัวอย่างเช่นมันสามารถกระตุ้นให้เกิดภาวะเรือนกระจกที่ไม่สามารถหนีได้ อุณหภูมิสูงขึ้นเหนือจุดเดือดของน้ำซึ่งอาจเป็นปัญหาสำหรับการค้ำจุนชีวิตโดยมองว่าทุกชีวิตเท่าที่เรารู้ว่ามันต้องการน้ำ อุณหภูมิที่สูงขึ้นสามารถทำให้ชั้นบรรยากาศหนีออกไปในอวกาศได้โดยถอดเกราะป้องกันที่เบี่ยงเบนรังสีจากดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์และดวงดาวอื่น ๆ

“ การทำความร้อนในเรือนกระจกเป็นความจริงของชีวิตสำหรับชั้นบรรยากาศและเป็นที่ต้องการในระดับหนึ่ง” เรย์มอนด์เขียน "แต่สิ่งต่าง ๆ สามารถหลุดมือไปได้"

ความร้อนไม่ได้เป็นวิธีเดียวที่สภาพอากาศจะเปลี่ยนเป็นอันตรายได้ เมื่อดาวเคราะห์เย็นพอร่างกายนั้นก็จะกลายเป็น สโนว์บอลโลกวัตถุที่เป็นหินปกคลุมด้วยน้ำแข็ง น้ำแข็งและหิมะสว่างไสวและสะท้อนความร้อนของดาวกลับสู่อวกาศทำให้โลกเย็นลงยิ่งกว่าเดิม บนโลกที่มีภูเขาไฟบนพื้นผิวการปะทุสามารถปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซอื่น ๆ กลับสู่ชั้นบรรยากาศทำให้โลกร้อนขึ้น แต่ถ้าสภาพสโนว์บอลเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ที่ไม่มีแผ่นเปลือกโลก - ดังนั้นภูเขาไฟ - โลกอาจถูกล็อคอย่างถาวรในสถานะสโนว์บอล

จากข้อมูลของเรย์มอนด์ดาวเคราะห์ทุกดวงที่มีศักยภาพมีความเสี่ยง ภัยพิบัติสภาพภูมิอากาศซึ่งสามารถทำให้ดาวเคราะห์เอื้ออำนวย แต่ไม่ทำลายมันทั้งหมด

ลาวาหรือชีวิต

การลากจูงของโลกใกล้เคียงสามารถดึงวงโคจรของดาวเคราะห์ซึ่งสร้างแรงกดดันต่อการตกแต่งภายในของดาวเคราะห์และเพิ่มความร้อนของชั้นกลางของโลกนั่นคือเสื้อคลุม ความร้อนนั้นจะต้องหาวิธีที่จะหลบหนีและวิธีการทั่วไปที่สุดคือผ่านภูเขาไฟ

กิจกรรมภูเขาไฟสามารถส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมของดาวเคราะห์อย่างมีนัยสำคัญ ให้เป็นไปตาม มหาวิทยาลัยคอร์ปอเรชั่นเพื่อการวิจัยบรรยากาศอนุภาคก๊าซและฝุ่นที่ถูกโยนลงสู่ชั้นบรรยากาศโดยภูเขาไฟสามารถส่งผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ทำให้โลกเย็นลงและทำให้เกิดเงาจากรังสีที่เข้ามา ในปี 1815 การระเบิดของ ภูเขา Tamboraการปะทุครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้ของโลกโยนเถ้ามากจนทำให้อุณหภูมิโลกลดลงทำให้ปี 1816 เป็นปีที่ไม่มีฤดูร้อน

ภูเขาไฟสามารถทำให้เกิดผลตรงกันข้าม - ภาวะโลกร้อน - เมื่อปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ การปะทุของภูเขาไฟบ่อยครั้งและที่มีขนาดใหญ่อาจทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกที่หนีไม่พ้นซึ่งจะเปลี่ยนโลกที่อาศัยอยู่ได้เหมือนโลกให้เป็นอะไรบางอย่าง มากขึ้นเช่นวีนัส.

เราไม่ต้องมองไปไกลสำหรับตัวอย่างชีวิตจริงของโลกภูเขาไฟ ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี Io เป็นวัตถุที่มีภูเขาไฟมากที่สุดในระบบสุริยจักรวาลโดยมีภูเขาไฟหลายร้อยลูกที่ระเบิดอย่างต่อเนื่อง หากโลกถูกดึงออกมามากเท่าที่ Io ถูกดึงด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสโลกจะมีการระเบิดของภูเขาไฟมากกว่า Io ถึง 10 เท่า

ภัยพิบัติดาวหาง

ดาวเคราะห์น้อยที่เป็นหินและดาวหางน้ำแข็งเป็น "crumbs" ของดาวเคราะห์ที่สามารถก่อให้เกิดปัญหาที่สำคัญต่อโลกเพื่อนบ้านของพวกเขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพวกมันถูกยักษ์น้ำแข็งและแก๊สพุ่งเข้ามา

เมื่อดาวเคราะห์เข้าสู่วงโคจรสุดท้ายของพวกเขาแรงดึงโน้มถ่วงของมันสามารถเคลื่อนที่ดาวเคราะห์น้อยและดาวหางรอบ ๆ บางคนสามารถถูกผลักเข้าไปในเขตชานเมืองของระบบดาวเคราะห์ในขณะที่คนอื่นกำลังพุ่งเข้าด้านในที่สุดชนกับโลกหินที่ซึ่งชีวิตอาจจะพยายามที่จะพัฒนา

ในระบบสุริยะรอบนอกของเราการเคลื่อนที่รอบสุดท้ายของเนปจูนเมื่อมันตกลงสู่วงโคจรถาวรผลักดาวหางหลายดวงเข้ามาผ่านพวกมันจากดาวเคราะห์หนึ่งไปยังอีกดาวเคราะห์หนึ่งจนกระทั่งพวกมันมาถึงดาวพฤหัส ดาวพฤหัสบดีโยนร่างน้ำแข็งเหล่านี้ออกไปด้านนอก แต่บางแห่งก็ถูกเหวี่ยงเข้าสู่โลกในช่วงเวลาที่รู้จักกันในชื่อ การทิ้งระเบิดหนักช่วงปลาย.

วันนี้โลกมีการสะสมของวัสดุระหว่างดาวเคราะห์ประมาณ 100 ตัน (90 เมตริกตัน) ในแต่ละวันในรูปแบบของฝุ่น วัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าประมาณ 330 ฟุต (100 เมตร) ชนกับพื้นผิววัตถุเพียงครั้งเดียวทุก ๆ 10,000 ปีในขณะที่วัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าสองในสามไมล์ (1 กิโลเมตร) ชนเพียงหนึ่งครั้งต่อทุก ๆ 100,000 ปี ศูนย์การศึกษาวัตถุใกล้โลก.

เมื่อดาวเคราะห์ขนาดยักษ์โยนเศษหินที่ทำลายเหล่านี้ไปยังดวงอาทิตย์การชนที่ขัดขวางและผลกระทบจะเกิดขึ้นบ่อยครั้งขึ้น วัตถุขนาดกลางสามารถทำให้ฝุ่นและเศษเล็กเศษน้อยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งอาจรบกวนกระบวนการทางบรรยากาศ ผลกระทบยักษ์สามารถทำให้เกิดผลกระทบร้ายแรงยิ่งขึ้นไม่เพียงเพราะความเสียหายที่ศูนย์พื้นดิน แต่ยังเพราะพวกเขาอาจโยนเศษพอที่จะทำให้เกิด ส่งผลกระทบต่อฤดูหนาวทำให้โลกกลายเป็นยุคน้ำแข็งขนาดเล็ก ด้วยผลกระทบที่มากพอที่จะถูกยิงออกไปเป็นแนว ๆ ผลกระทบของสภาพอากาศอาจเกิดขึ้นต่อกันจนกว่าพวกเขาจะทำให้โลกไม่เอื้ออำนวย

จากการสังเกตการณ์ของดาวเคราะห์ที่เหลือที่พบรอบดาวฤกษ์อื่น ๆ เรย์มอนด์คำนวณว่าดาวเคราะห์คล้ายโลกในกาแลคซีประมาณ 1 พันล้านดวงจะถูกทำลายในที่สุดโดยการทิ้งระเบิดของดาวเคราะห์น้อย

พี่ใหญ่ที่ไม่ดี

ในฐานะที่เป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะหลังจากดวงอาทิตย์ดาวพฤหัส ทำหน้าที่เหมือนพี่ใหญ่ป้องกันปกป้องดาวเคราะห์หินขนาดเล็กจากเศษซากและยักษ์ใหญ่ในโลกอื่นน่าจะมีบทบาทเหมือนกัน แต่ถ้าดาวก๊าซยักษ์อย่างจูปิเตอร์ไม่เสถียรมันอาจส่งผลทำลายล้างต่อโลกเล็ก ๆ รอบ ๆ มัน

หลังจากดาวก่อตัว ดิสก์ของวัสดุเหลือ ก่อให้เกิดดาวเคราะห์ แรงโน้มถ่วงดึงออกจากแก๊สและฝุ่นในดิสก์ออกแรงแรงบนดาวเคราะห์และสามารถรักษายักษ์ก๊าซไว้ได้ในช่วงสองสามล้านปีแรก อย่างไรก็ตามเมื่อมันหมดไปดาวเคราะห์ก็สามารถเปลี่ยนวงโคจรของพวกมันได้ง่ายขึ้น เนื่องจากดาวเคราะห์ยักษ์มีขนาดเล็กกว่าพี่น้องหินมากแรงผลักโน้มถ่วงของพวกมันสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการเปลี่ยนวงโคจรของดาวเคราะห์ขนาดเล็ก แต่โลกขนาดใหญ่นั้นไม่มีภูมิคุ้มกัน ดาวเคราะห์ยักษ์สองดวงสามารถลากจูงกันและกันและอาจผ่านเข้าใกล้กันมาก ตามที่เรย์มอนด์กล่าวว่ายักษ์ใหญ่เหล่านี้ไม่สามารถชนกันได้แทนที่จะให้แรงโน้มถ่วงแก่กันและกัน ในที่สุดโลกบางแห่งอาจเป็นไปได้ เตะออก โคจรอย่างสมบูรณ์และส่งผ่านไปยังที่ลอยผ่านอวกาศ ไม่ติดดาวใด ๆ.

เรย์มอนด์คำนวณว่าโลกหินที่มีค่าประมาณ 5 พันล้านก้อนถูกทำลายโดยยักษ์แก๊ส การทำลายส่วนใหญ่อาจเกิดขึ้นในไม่ช้าหลังจากที่ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น อย่างไรก็ตามอาจเกิดขึ้นได้ไม่กี่ครั้งในช่วงชีวิตของระบบหลังจากชีวิตมีเวลาพัฒนา หากมีเพียง 1% ของยักษ์ก๊าซเท่านั้นที่ไม่เสถียรในช่วงชีวิตของดาวเคราะห์ต่อไปมันอาจเป็นไปได้ว่าระบบดาวเคราะห์ 50 ล้านดวงได้ทำลายโลกที่อาศัยอยู่โดยการโยนพวกมันเข้าไปในดาวฤกษ์ของพวกมัน

ของว่างดาว

เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ดวงดาวอาจสิ้นสุดลงและการเปลี่ยนแปลงของพวกมันอาจมีผลอย่างมากต่อดาวเคราะห์ที่โคจรรอบพวกมัน

ดาวแคระแดงตัวอย่างเช่นอาจใช้เวลามากกว่า 100 ล้านปีในการเข้าถึงความสว่างระยะยาวของพวกเขานานกว่าดวงอาทิตย์ของเราสิบเท่า ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวแคระแดงอาจอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ไม่กี่ล้านปี แต่เมื่อดาวฤกษ์สว่างขึ้นน้ำใด ๆ ที่ค้ำจุนสิ่งมีชีวิตอาจระเหยออกไปภายใต้อุณหภูมิที่สูงขึ้น

แต่ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวแคระแดงที่ร้อนยังสามารถดำรงชีวิตได้ “ เราไม่รู้ว่ากระบวนการนี้ทำให้ดาวเคราะห์แห้งสนิทหรือเพียงแค่แยกชั้นนอกมหาสมุทรออกไปสองสามดวง” เรย์มอนด์เขียน "ถ้าดาวเคราะห์มีน้ำเพียงพอในการตกแต่งภายใน (โลกคิดว่ามีน้ำบนพื้นผิวโลกอยู่สองสามครั้ง) จากนั้นมันสามารถต้านทานการสูญเสียมหาสมุทรของมันได้ด้วยการปล่อยก๊าซใหม่ออกมาในภายหลัง ผลลัพธ์ไม่เป็นที่ทราบ - ในตอนนี้ " เรย์มอนด์ประเมิน ว่าดาวเคราะห์กว่าแสนล้านอาจแห้งโดยดาวแคระแดง

ดวงดาวเหมือนดวงอาทิตย์ให้ดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ได้มีเวลามากขึ้นในการยึดติดกับน้ำทำให้ชีวิตมีโอกาส แต่อุณหภูมิของดวงอาทิตย์ก็เปลี่ยนไปเช่นกันและค่อย ๆ สว่างขึ้นเป็นพันล้านปี ในอีกหนึ่งพันล้านปีเรย์มอนด์กล่าวว่าดาวเคราะห์จะไม่อยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้อีกต่อไป น้ำจะไม่เป็นของเหลวบนพื้นผิวโลกอีกต่อไป แต่ดาวเคราะห์จะได้รับภาวะเรือนกระจกอย่างรวดเร็วและท้ายที่สุดก็ดูเหมือนวีนัส

เมื่อดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์มีอายุ 10 พันล้านปีมันจะหมดไฮโดรเจนและขยายไปยังบางแห่งระหว่าง 100 ถึง 200 เท่าของขนาดปัจจุบัน (ดวงอาทิตย์ของเรามีอายุ 4.5 พันล้านปีดังนั้นเราจึงมีเวลาก่อนเกิดเหตุการณ์เช่นนี้) ในระบบสุริยะดาวศุกร์และดาวพุธจะเป็น ดาวกลืนกินในขณะที่แรงโน้มถ่วงที่เปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์จะผลักดาวอังคารและดาวเคราะห์ชั้นนอกออกไป โลกอยู่บนขอบและอาจประสบชะตากรรมอย่างใดอย่างหนึ่ง โลกที่มีหินประมาณ 4 พันล้านดวงมีแนวโน้มว่าดาวที่สว่างอย่างช้าๆจะถูกบริโภค

ดาวมวลสูงที่สุดระเบิดออกมา ซูเปอร์โนวาคะนอง หลังจากอายุการใช้งานค่อนข้างสั้นไม่กี่ล้านปี ไม่พบดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์มวลสูงเหล่านี้ แต่อาจเป็นเพราะมีดาวมวลน้อยมากในการค้นหาและดาวเคราะห์นอกระบบยังหายาก ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดดาวเคราะห์ใดก็ตามที่อยู่รอบดาวฤกษ์ยักษ์เหล่านี้จะถูกทำลายจากการตายของดาวฤกษ์

บทความนี้ได้แรงบันดาลใจจากซีรีส์ของ Sean Raymond นักดาราศาสตร์ ดาวเคราะห์ตายอย่างไร.

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม:

• เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ บล็อก Planet Planet ของ Sean Raymond
• อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ "crumbs" ดาวเคราะห์ที่มาถึงโลก, จากศูนย์กลางของวัตถุใกล้โลก
• เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่าง ดาวประเภทต่าง ๆ.