Hogyan óvjuk meg a földet attól, hogy égesse meg az erős napfény?

Fogadok, hogy fajként szerelmesek vagyunk szülőbolygónkba (a túlzott szén-dioxid-kibocsátásunk ellenére). De a csúnya igazság az, hogy a Föld el van ítélve. Egy napon a Nap olyan fázisba lép, amely lehetetlenné teszi az életet a Földön, és végül a bolygót egy szomorú, magányos vas- és nikkeldarabká redukálja.

A jó hír az, hogy ha rászánjuk magunkat – és ne aggódj, több százmillió évünk lesz a tervezésre –, a világunkat még jóval azután is vendégszerető otthonnak tarthatjuk, hogy Napunk megbolondult.

Ébredő rémálom

A Nap lassan, de elkerülhetetlenül fényesebbé, melegebbé és nagyobbá válik az idő múlásával. Évmilliárdokkal ezelőtt, amikor molekulacsomók kezdtek együtt táncolni, és életnek nevezték magukat, a Nap körülbelül 20%-kal halványabb volt, mint ma. Még a dinoszauruszok is ismertek egy gyengébb, kisebb csillagot. Míg a Nap még csak félúton van élete fő hidrogénégetési szakaszán, 4 milliárd évvel azelőtt, hogy meghal, a hőmérséklet és a fényerő furcsa kombinációja teszi lehetővé az életet ezen az apró földi világon. Bolygónk mindössze néhány százmillió éven belül erodálódik. Egy szempillantás, csillagászati ​​szempontból.

A nap saját pusztulása magvait veti el létezésének alapvető fizikája révén. Ebben a pillanatban csillagunk csaknem 600 millió tonna hidrogént rág fel másodpercenként, összetörve ezeket az atomokat egy nukleáris pokolgépben, amely több mint 27 millió Fahrenheit-fokot ér el. Ebből a 600 millió tonnából 4 milliót alakítanak át energiává, ami elegendő az egész naprendszer megvilágításához.

Ez a fúziós reakció azonban nem teljesen tiszta. Van egy maradék melléktermék, a nukleáris tüzek hamuja: a hélium. Ennek a héliumnak nincs hova mennie, mivel a mély konvekciós ciklusok, amelyek folyamatosan mozgatják az anyagot a Nap belsejében, soha nem érik el a Nap magját, ahol hélium képződik. Tehát a hélium csak ott ül, inert, élettelen és haszontalan, eltömíti a gépet.

Jelenlegi korában a Napnak nincs elég magas hőmérséklete és nyomása a magjában ahhoz, hogy a héliumot olvasztja. Tehát a hélium az útjába áll, növelve az atommag teljes tömegét anélkül, hogy bármi mással összeolvadna. Szerencsére a Nap ezt könnyen kompenzálni tudja, és ez a kompenzáció a fizika hidrosztatikus egyensúlynak nevezett része révén jön létre.

A Nap állandó egyensúlyban létezik, a nukleáris kés élén él. Egyrészt a fúziós folyamat során felszabaduló energiák, amelyek ellenőrzés nélkül a Nap felrobbantásával, vagy legalábbis kitágításával fenyegethetnek. Ennek ellensúlyozza magának a csillagnak a hatalmas gravitációja, amely mindazzal az erővel nyomódik befelé, amelyet 1027 tonna hidrogén és hélium képes összegyűjteni. Ha ez az erő ellenőrizetlenül folytatódik, a Nap gravitációja egy közepes méretű városnál nem nagyobb fekete lyukba zúzza csillagunkat.

Mi történik tehát, ha egy megállíthatatlan erő ellenállhatatlan nyomással néz szembe? Szép egyensúly, és egy csillag akár több milliárd évig is élhet. Ha valamilyen oknál fogva a nukleáris pokoltüzek hőmérséklete véletlenszerűen megemelkedik, felmelegíti a csillag többi részét, és felfújja a külső rétegeit, enyhítve a gravitációs nyomást és lelassítva a nukleáris reakciókat. Ha a Nap véletlenszerűen összehúzódik, több anyag lökné be magát a magba, ahol részt vesz a mámorító nukleáris táncban, és az ebből eredő energiafelszabadulás összeesküdne, hogy a csillagot normális méretekre fújja fel.

De a héliumhamu jelenléte, ez a nukleáris hulladék, felborítja ezt az egyensúlyt azáltal, hogy kiszorítja a hidrogént, amely egyébként összeolvadna. A nap csak befelé tud húzni, a gravitáció könyörtelen és nem törődik. Amikor ez megtörténik, az atommag nukleáris reakcióit hevesebbé kényszeríti, megemeli a hőmérsékletét, ami viszont arra kényszeríti a Nap felszínét, hogy megduzzadjon és kivilágosodjon.

Lassan, lassan, lassan, ahogy a hélium továbbra is felhalmozódik a Nap (vagy bármely más hasonló tömegű csillag) magjában, válaszul kitágul és kivilágosodik. Nehéz pontosan megjósolni, hogy ez a felvilágosodás mikor jelent katasztrófát bolygónkra, és ez a sugárzás, a légkör és az óceánok közötti összetett kölcsönhatástól függ. De az általános becslés szerint körülbelül 500 millió évünk van hátra, amíg az élet lehetetlenné válik.