El núcleo solar ahora está fusionando helio a partir de hidrógeno, con el resultado de que con cada reacción nuclear, una pequeña cantidad de masa se convierte en energía pura, de acuerdo con E = mc al cuadrado de Einstein.
Pero esto no puede durar para siempre, porque la cantidad de combustible en el núcleo es limitada. El sol ya ha perdido en este proceso una masa equivalente a la masa de Saturno, y en 5 a 7 mil millones de años consumirá por completo todo el combustible del núcleo. Al hincharse hasta convertirse en una gigante roja, eventualmente se desprenderá de sus capas externas, creando una nebulosa planetaria, y su núcleo se encogerá y se convertirá en una enana blanca. Para un observador externo, será una vista hermosa y colorida. En la primera foto, la Nebulosa Ojo de Gato es un ejemplo hermoso y colorido de este posible destino.
Pero dentro del sistema solar, conducirá al desastre.
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Lo primero que debe saber sobre las gigantes rojas es que son enormes. Nos parece que nuestro Sol es grande: 1,4 millones de kilómetros de diámetro, con una masa 300.000 veces mayor que la de la Tierra, pero en comparación con la gigante roja, esto no es nada. Con esta masa, nuestro Sol crecerá 100 veces su tamaño anterior, absorbiendo Mercurio y Venus. Es probable que la Tierra sea empujada más lejos a medida que el Sol crece y pierde masa, y aunque podría ser tragada por una estrella, los científicos todavía están debatiendo si sobrevivirá o no.
Si los cálculos son correctos, el Sol no tendrá que tragarse la Tierra cuando se convierta en una gigante roja.
En este caso, la Tierra y Marte se convertirán en mundos calcinados y áridos. Los océanos y las atmósferas de estos planetas hervirán y desaparecerán de la superficie, y estos mundos se volverán sin aire y calientes, como el Mercurio de hoy. Estos efectos se extenderán mucho más allá de las órbitas de los mundos rocosos internos del sistema solar.
Verá, las gigantes rojas no solo son enormes, también se calientan a muchos miles de grados y brillan miles de veces más que el Sol de hoy. La mayor parte del material expulsado, aproximadamente de un tercio a la mitad de la masa del sol, permanecerá calentado a temperaturas extremas y viajará a los bordes exteriores de nuestro sistema solar. Los asteroides se derretirán, perderán todos los componentes volátiles y solo quedarán núcleos rocosos de ellos.
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Los asteroides tienen varios volátiles y, a menudo, muestran colas cuando se acercan al Sol. Con el tiempo, a medida que el Sol crece hasta convertirse en un gigante rojo, estos asteroides se derretirán, perderán todos los materiales volátiles y se convertirán en pilas de adoquines o rocas fundidas; en cualquier caso, se volverán mucho más pequeños que su tamaño actual.
Pero los gigantes gaseosos serán lo suficientemente masivos como para sostener sus mantas de gas, que incluso pueden crecer cuando el Sol entre en esta fase. Por ejemplo, hoy en día solo encontramos gigantes gaseosos en órbita alrededor de los gigantes rojos, mucho más grandes incluso que Júpiter. Quizás este sea el resultado de la selección, y los vemos porque son los más fáciles de ver, pero quizás sea el resultado de un proceso inevitable.
Grandes cantidades de material que salen del Sol chocarán con mundos gigantes con poderosos campos gravitacionales. Gran parte del material que se encuentra con estas atmósferas emitirá una salpicadura de proporciones cósmicas y aumentará el tamaño y la masa de estos mundos. Como resultado, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno pueden ser más grandes y masivos de lo que son hoy.
Visualmente, la gran brecha entre los tamaños de los mundos terrestres y planetas como Neptuno es sorprendente de inmediato, y la transformación del Sol en un gigante rojo solo aumentará esta diferencia. La Tierra y Marte perderán sus atmósferas, y posiblemente parte de la superficie, mientras que los gigantes gaseosos crecerán, absorbiendo más y más materia a medida que el Sol se deshaga de su capa exterior.
Sin embargo, el Sol se volverá tan brillante y caliente que gran parte del sistema solar exterior quedará completamente destruido. Cada uno de los gigantes gaseosos tiene sus propios anillos; los más famosos son los anillos de Saturno, pero los tienen todos nuestros cuatro gigantes. Básicamente, consisten en varios hielos: agua, metano y dióxido de carbono congelado. Gracias a la energía extrema que emite el Sol, estos hielos no solo se derretirán, sus moléculas individuales adquirirán tal energía que serán expulsadas del sistema solar.
Los anillos de Neptuno, capturados con la cámara gran angular de la nave espacial Voyager 2 con una larga exposición. Puedes ver lo continuos que son. Los anillos de Neptuno, como los anillos de todos los gigantes gaseosos, están compuestos de componentes volátiles de hielo y se derretirán, hervirán y sublimarán cuando el Sol se convierta en un gigante rojo.
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Lo mismo ocurrirá con las lunas ricas en agua que orbitan estos mundos. La superficie helada de Europa, bajo la cual hay agua helada, se evaporará por completo. Lo mismo ocurrirá con Encelado, que evaporará casi todo excepto un núcleo rocoso con una mezcla de metales. Prácticamente todas las lunas de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno se reducirán significativamente de tamaño, sus atmósferas se evaporarán, sus capas externas se derretirán y desaparecerán; solo quedarán los núcleos de estos satélites, que consisten en piedra y metal. Algunas lunas que son completamente volátiles pueden desaparecer por completo.
Incluso los objetos más grandes y conocidos del Cinturón de Kuiper no son inmunes a este desastre. Incluso los mundos a distancias tan grandes como Tritón, Eris o Plutón recibirán cuatro veces más energía por unidad de superficie que la que recibe la Tierra hoy. Sus atmósferas y superficies, ahora cubiertas con varios tipos de hielo y posiblemente conteniendo océanos subsuperficiales, también se evaporarán por completo. Cuando el Sol se convierta en un gigante rojo y los mundos internos se conviertan en restos carbonizados o sean tragados por el Sol, mundos como Plutón no se convertirán en planetas potencialmente habitables: se quemarán. Se convertirán en núcleos desnudos de piedra y metal, y se parecerán al Mercurio de hoy.
Estructura geológica debajo de la superficie de la llanura del Sputnik. Es posible que Plutón tenga un océano de agua líquida debajo de su delgada corteza. Cuando el Sol se convierte en un gigante rojo, todas las capas externas se sublimarán y se evaporarán, dejando solo un núcleo de piedra y metal.
Durante varias decenas o cientos de millones de años, habrá esperanzas de condiciones más aceptables en el cinturón de Kuiper, a una distancia de 80 a 100 veces mayor que la distancia del Sol a la Tierra. Durante este pequeño período de tiempo, según los estándares cósmicos, los objetos a esta distancia recibirán aproximadamente la misma cantidad de luz solar que la Tierra hoy. Sin embargo, el mundo necesita más que la luz del sol para su habitabilidad; debe tener suficiente peso, el tamaño adecuado y los ingredientes adecuados. La Luna y la Tierra son muy diferentes en habitabilidad, a pesar de recibir cantidades casi idénticas de energía solar por unidad de área.
Las órbitas de los sednoides conocidos, junto con el supuesto Noveno Planeta. Incluso cuando el Sol se convierta en un gigante rojo, el Planeta Nueve, cuya existencia es controvertida, no alcanzará una temperatura lo suficientemente alta como para volverse potencialmente habitable. Otros mundos en el cinturón de Kuiper, incluso aquellos que están a la distancia correcta, serán demasiado superficiales desde este punto de vista.
Sin embargo, incluso el hipotético Noveno Planeta estará demasiado lejos para volverse potencialmente habitable, y cualquier cosa que se encuentre a la distancia correcta será demasiado superficial para que exista vida allí. El sistema solar se convertirá en un desastre fundido, dejando solo los núcleos desnudos de planetas, lunas y otros objetos. Los gigantes gaseosos pueden hincharse y crecer, perder sus anillos y muchos satélites, pero todo lo demás se convertirá en nada más que pedazos de basura rica en metales. Si espera que los mundos exteriores congelados del sistema solar finalmente tengan la oportunidad de brillar, se sentirá decepcionado. Cuando el Sol llegue al final de su vida, estos mundos, al igual que nuestras esperanzas de supervivencia, se enfrentarán al hecho de que todo lo más importante se derretirá y desaparecerá.
