Jak zabráníme tomu, aby byla Země spálena intenzivním sluncem?

Vsadím se, že jsme jako druh zamilovaní do naší domovské planety (i přes naše nadměrné emise uhlíku). Ale ošklivá pravda je, že Země je odsouzena k záhubě. Jednoho dne se Slunce dostane do fáze, která znemožní život na Zemi a nakonec planetu zredukuje na pouhý smutný, osamělý kus železa a niklu.

Dobrou zprávou je, že pokud se na to zaměříme – a nebojte se, budeme mít stovky milionů let na plánování – můžeme si udržet náš svět jako pohostinný domov i dlouho poté, co se naše Slunce zbláznilo.

Probouzející se noční můra

Slunce se postupem času pomalu, ale nevyhnutelně stává jasnějším, žhavějším a větším. Před miliardami let, kdy spolu začaly shluky molekul tančit a nazývat se životem, bylo Slunce asi o 20 % slabší než dnes. I dinosauři znali slabší, menší hvězdu. Zatímco Slunce je teprve v polovině hlavní fáze svého života spalujícího vodík, s proměnnou 4 miliardy let, než začne umírat, je to zvláštní kombinace teploty a jasu, která umožňuje život na tomto malém pozemském světě. Naše planeta bude erodována za pouhých několik set milionů let. Mrknutí oka, astronomicky řečeno.

Slunce zasévá semena svého vlastního zániku prostřednictvím základní fyziky své existence. V tuto chvíli naše hvězda každou sekundu žvýká téměř 600 milionů metrických tun vodíku a rozbíjí tyto atomy dohromady v jaderném pekle, které dosahuje teploty více než 27 milionů stupňů Fahrenheita. Z těchto 600 milionů metrických tun jsou 4 miliony přeměněny na energii, která stačí k osvětlení celé sluneční soustavy.

Tato fúzní reakce však není zcela čistá. Existuje zbývající vedlejší produkt, popel z jaderných požárů: helium. Toto helium nemá kam jít, protože hluboké konvekční cykly, které neustále pohybují materiálem uvnitř Slunce, nikdy nedosáhnou slunečního jádra, kde se tvoří helium. Takže helium tam prostě sedí, inertní, bez života a zbytečné, ucpává stroj.

Ve svém současném věku nemá Slunce ve svém jádru dostatečně vysoké teploty a tlaky na to, aby fúzovalo helium. Hélium tedy překáží a zvyšuje celkovou hmotnost jádra, aniž by mu dalo cokoli jiného, ​​s čím by se spojilo. Naštěstí je Slunce schopno to snadno kompenzovat a tato kompenzace přichází prostřednictvím části fyziky známé jako hydrostatická rovnováha.

Slunce existuje v konstantní rovnováze a žije na ostří jaderného nože. Na jedné straně jsou to energie uvolněné fúzním procesem, které, pokud by nebyly řízeny, mohly hrozit vyhozením Slunce do povětří nebo alespoň jeho rozšířením. Proti tomu stojí nesmírná gravitace samotné hvězdy, která se tlačí dovnitř veškerou silou, kterou dokáže vyvinout 1027 tun vodíku a helia. Pokud bude tato síla pokračovat bez kontroly, gravitace Slunce rozdrtí naši hvězdu do černé díry ne větší než středně velké město.

Co se tedy stane, když nezastavitelná síla čelí neodolatelnému tlaku? Pěkná rovnováha a hvězda může žít miliardy let. Pokud se z nějakého důvodu teplota jaderných pekelných požárů náhodně zvýší, zahřeje zbytek hvězdy a nafoukne její vnější vrstvy, čímž uvolní gravitační tlak a zpomalí jaderné reakce. Pokud by se Slunce náhodně stáhlo, více materiálu by se samo vtlačilo do jádra, kde by se účastnilo opojného jaderného tance, a výsledné uvolnění energie by přispělo k opětovnému nafouknutí hvězdy do normálních rozměrů.

Ale přítomnost heliového popela, toho jaderného odpadu, narušuje tuto rovnováhu tím, že vytlačuje vodík, který by se jinak roztavil. Slunce se může jen přitahovat dovnitř, gravitace je neúprosná a lhostejná. Když k tomu dojde, nutí to jaderné reakce jádra, aby se staly zuřivějšími, což zvyšuje jeho teplotu, což zase nutí povrch Slunce bobtnat a zjasňovat.

Pomalu, pomalu, pomalu, jak se helium dál hromadí v jádru Slunce (nebo jakékoli jiné hvězdy podobné hmotnosti), se v reakci rozpíná a zjasňuje. Je těžké přesně předpovědět, kdy toto zjasnění bude znamenat katastrofu pro naši planetu, a to závisí na složité interakci mezi zářením, atmosférou a oceány. Ale obecný odhad je, že nám zbývá asi 500 milionů let, než se život stane nemožným.