Budoucnost života na Zemi (3) Záchrana díky cizí hvězdě?

Planeta Země se nyní nachází v obyvatelné zóně Slunce. Taková zóna existuje kolem každé hvězdy. Planeta se v ní ale nemusí udržet věčně. (délka blogu 5 min.)  

Oběžné dráhy planet v naší soustavě jsou stabilní. Nezmění se ani v průběhu příští miliardy roků. Vzhledem k tomu, že svítivost Slunce neustále roste, bude se jeho obyvatelná zóna v budoucnosti přesouvat směrem k vnější části Sluneční soustavy. Země se bohužel už dnes nachází na vnitřní části obyvatelné zóny - a tak logicky musí jednoho dne dojít k situaci, kdy z této obyvatelné zóny vypadne. Vědci odhadují, že se to stane za zhruba miliardu roků. 

Není pravděpodobné, že by se Země mohla sama od sebe vydat na vzdálenější oběžnou dráhu, kde by přijímala menší množství energie ze Slunce. Vědci ale nevylučují, že by ji na podobnou dráhu nemohla přesunout… vzácná katastrofa kosmických rozměrů. 

Nezvaná hvězda

K přesunu Země na jinou oběžnou dráhu bychom potřebovali opravdu značný gravitační vliv. Dokonce i kdyby to měl být přesun pomalý - musel by být způsoben nějakou jinou hvězdou, která by prolétla relativně blízko Slunce.

V našem vesmírném okolí se nenachází příliš mnoho hvězd. Přesto by kolem naší soustavy mohla statisticky prolétat jedna hvězda jednou za miliardu roků. To znamená, že můžeme počítat s jedním bližším průletem během doby, kdy Slunce zvýší svou zářivost natolik, aby znemožnilo život na Zemi. 

Vědci vypočítali, jaký vliv by mohla mít například hvězda, která projde ve vzdálenosti zhruba 100 astronomických jednotek (anglicky AU). To je ve vesmírném měřítku už opravdu blízko, hvězda by se prakticky ponořila do Sluneční soustavy. Připomeňme si, že nejvzdálenější planeta, planeta Neptun, obíhá Slunce ve vzdálenosti 30 AU a Oortův oblak, který se nachází na okraji soustavy, dokonce ve vzdálenosti vyšší než 100 000 AU. 

Hvězda, která bude procházet v relativní blízkosti Slunce, může narušit pořádek ve Sluneční soustavě buď přímým a značným narušením oběžných drah planet nebo spuštěním jejich dynamické nestability - tedy malými změnami, které se budou neustále stupňovat. Záleží přitom na parametrech průletu hvězdy kolem Slunce. 

Vzdálený průlet

U relativně vzdáleného průletu, kdy se hvězda přiblíží na vzdálenost daleko vyšší, než je oběžná dráha Neptunu, se dráhy planet nezmění. 

Existuje přitom více než 90% pravděpodobnost, že se u hvězdy, která zavítá do naší vesmírné blízkosti, bude jednat právě o tento případ. Nejpravděpodobnější je tedy situace, kdy hvězda sice proletí kolem Slunce, bude se ale jednat o takovou vzdálenost, která neovlivní dráhy jeho planet.  

Průlet kolem vnějších ledových obrů Uranu nebo Neptunu

Pokud se náhoda postará o to, že hvězda bude prolétat pod takovým úhlem a v takové vzdálenosti, která ji zavede až do blízkosti nejvzdálenějších obřích plynných planet Uranu a Neptunu, může tyto dvě vnější planety její gravitace ze systému vymrštit. Zbytek své existence by pak pluly osamoceně vesmírným prostorem. 

V soustavě by to kromě toho vyvolalo další změny. Uran a Neptun jsou sice hodně vzdálené planety, přesto svou gravitací přispívají k celkové stabilitě systému. Gravitační poruchy by se projevily typicky v průběhu 100 000 až jednoho milionu roků. 

Dokonce i v případě, že by se dráhy vnějších obřích planet “jen” posunuly směrem k vnější části soustavy, způsobila by dynamická nestabilita ve vnitřní části soustavy značné změny. 

Nejčastější takovou změnou by byl zánik Merkuru, nejvnitřnější kamenné planety. Merkur se nachází poměrně blízko Slunce a při ztrátě stabilní dráhy - do něj jednoduše spadne. 

Další častou změnou byla v počítačových simulacích srážka Venuše s Marsem. To je vlastně logické. Mars je relativně lehkou planetou a tak jsou změny jeho dráhy o to intenzivnější. Ze čtyřech dnešních vnitřních kamenných planet by pak v systému zbyla jen Země.

Země v Oortově oblaku

Situace se ale pro Zemi může vyvíjet i daleko dramatičtěji. Může se například ocitnout na velice protáhlé dráze, která ji ve svém nejvzdálenějším bodě zavede až do Oortova oblaku na okraji Sluneční soustavy. 

Může se dokonce dostat do takové situace, kdy jí jeden oběh kolem Slunce bude trvat až milion roků. 

Přitom jsou samozřejmě nejpravděpodobnějšími kandidáty pro podobný osud dvě nejvzdálenější obří planety - Uran a Neptun. 

Zánik většiny planet

Pokud hvězda proletí v blízkosti oběžné dráhy Jupiteru, tedy zhruba 5 AU od Slunce, může to postupně přivést k vyvržení většiny planet ze Sluneční soustavy. Merkur přitom i v tomto případě podle očekávání spadne do Slunce. V soustavě zůstane jen opuštěný Jupiter, který se dostane na dráhu, která bude mít vyšší excentricitu než má dnes. 

Z 12 000 simulací mimochodem takovým scénářem skončilo kolem 300 případů. To nejspíš vysvětluje pozorování exoplanetárních systémů, které se skládají jen z hvězdy a jedné jediné obří planety. 

Nejhorší následky

V extrémních případech může zaniknout dokonce celý planetární systém - tedy včetně Jupiteru. Šance na takový vývoj je ale velice nízká - zhruba 1:100 000. 

Stalo by se to pouze u velice blízkého  průletu, kdy cizí hvězda mine Slunce blíže než oběžná dráha Marsu. 

Případ, kdy je Země … ukradená

Zemi tedy nečeká během blízkého průletu cizí hvězdy nic příjemného. V nejlepším případě by mohla přežít beze změn. Je ale možné, že by ji čekal velice exotický osud - mohla by svou budoucnost navždy spojit s cizí hvězdou a opustit Sluneční soustavu spolu s ní. 

Cizí hvězda může mimochodem zachytit i jiné planety - v simulacích se podařilo odcizit ze soustavy až pět planet najednou. 

Pokud uvažujeme o odcizení Země a jejím zachycení na oběžné dráze prolétající hvězdy, muselo by se samozřejmě jednat o takový průlet, který zavede hvězdu až do fyzické blízkosti Země. 

Pravděpodobnost, že se Země přestěhuje k cizí prolétající hvězdě, je ovšem jen velice nízká. Navíc by parametry hvězdy (množství a kvalita záření, které vysílá do svého okolí) nemusely vůbec odpovídat tomu, co potřebuje život na naší planetě. Nemusíme tedy této mizivé šance litovat. 

Zdroje: arXiv, doi: 10.48550/arXiv.2311.12171

Příště: Budoucnost života na Zemi - vliv Měsíce