Как долго живут планеты?

Планеты проходят через разные стадии жизненного цикла. Они формируются, эволюционируют и, рано или поздно, умирают. Но длительность каждого из этих этапов бывает очень разной в зависимости от типа планеты и того, на орбите какой звезды она находится. Портал livescience.com рассказал, сколько в среднем живут планеты.

Прежде всего, нужно понимать жизненный цикл планет как таковой. Любая планета начинает жизнь в форме диска из микроскопических частиц пыли, вращающихся на орбите молодых звезд, и постепенно, сталкиваясь с другими частицами, они растут в размерах. Например, газовые гиганты, вроде Юпитера и Сатурна, зарождаются в виде скалистых ледяных ядер, которые постепенно вбирают в себя газы из диска. Каменистые планеты, такие как Земля, рано или поздно сталкиваются с другими растущими планетами и мелкими объектами.

Как бы то ни было, ученые по-прежнему не уверены в порядке формирования планет. Рассуждать о конце их жизни еще сложнее. Один специалист может сказать, что планета существует до тех пор, пока она не будет уничтожена, а другой — что концом планеты можно считать момент, когда она перестает «работать» в прежних условиях.

Для примера можно взять Землю. Как и в случае многих других планет, ее жизненный цикл привязан к эволюции Солнца. На данный момент оно создает тепло и свет в результате ядерного синтеза — процесса, в ходе которого водород трансформируется в гелий. Примерно через пять миллиардов лет запасы водорода будут исчерпаны, и Солнце разрастется до красного гиганта, после чего рухнет под собственным весом.

В этот момент Земля «умрет» по ряду параметров. Во-первых, возрастающая яркость Солнца постепенно сделает условия на планете непригодными для жизни, испарив океаны. После этого Солнце проглотит Землю, став красным гигантом. А в финале, если планета будет целой, ее выбросит в межзвездное пространство.

Отталкиваясь от этих расчетов, итоговый жизненный цикл Земли составит примерно 9,5 млрд лет. Наша планета проживет не так же долго, как многие другие, потому что Солнце — желтая карликовая звезда, тогда как большинство прочих — красные карлики, сжигающие топливо куда медленнее. Они могут просуществовать триллионы лет.

В последнем случае гибель планеты может быть вызвана не смертью звезды, а каким-либо внутренним процессом. Активная геология, такая как тектоника плит, считается ключевым фактором пригодности планеты для жизни, поскольку она позволяет питательным веществам перемещаться между мантией и поверхностью, а также выступает драйвером углерод-силикатного цикла.

Гипотетическая планета на орбите красного карлика может прожить 30-90 млрд лет; плавление мантии займет 16-23 млрд лет. Хотя эти цифры слишком велики, чтобы их представить, они показывают, что любая планета земного типа на орбите красного карлика умрет задолго до того, как ее звезда приблизится к концу своего жизненного цикла.

Чем больше звезда, тем короче ее жизненный цикл, потому что крупные светила сжигают ядерное топливо быстрее. Поэтому судьба внутренней планеты на орбите, к примеру, белой звезды типа А, привязана к жизни звезды продолжительностью от 100 млн до 1 млрд лет.

В то же время, газовые гиганты могут функционировать немного иначе. Они, в теории, могут потерять атмосферу из-за яркости своих звезд, в итоге трансформировавшись в скалистые планеты. Процесс зависит от расстояния между планетой и звездой, объемов энергетического излучения звезды и силы гравитации планеты. Чем она сильнее, тем надежнее держится атмосфера. А чем сильнее радиация, тем активнее она размывает атмосферу. Таким образом, гибель газового гиганта может наступить в течение миллионов или миллиардов лет.