El Universo alberga miles de millones de sistemas planetarios. Nuestro sistema planetario se establece alrededor de la estrella "Sol" formada hace unos 4.5 millones de años. El sistema solar, situado en la región exterior del disco espiral de la Vía Láctea, pasó por varias etapas del Sol para formar lo que es hoy.
El nacimiento del sol:
El nacimiento del Sol, marca una de las primeras etapas del Sol. La Teoría Nebular sugiere que el Sistema Solar que comprende el Sol y todos los planetas comenzó como una enorme nube de gas y polvo molecular (en la nebulosa solar). Hace aproximadamente 4.57 millones de años, esta nube gigante colapsó. La razón detrás de esto puede ser las ondas de choque de una supernova o una estrella que pasa, lo que resulta en un colapso gravitacional.
Este colapso provocó una acumulación de bolsas de gas y polvo en regiones más densas. Con esto, más y más polvo, gases y materia fueron atraídos hacia las regiones más densas y comenzaron a rotar para satisfacer la demanda. conservación de momento. La rotación aumentó la presión y catalizó la generación de calor. La mayor parte de la masa se acumuló, formando una bola masiva en el centro, mientras que la materia residual giraba a su alrededor como un disco aplanado.
La gigantesca bola de materia en el centro de la nebulosa solar condujo finalmente a la formación del Sol, mientras que el disco plano circular de materia formó los planetas, las lunas, el cinturón de asteroides, etc. Durante unos 100,000 años, el Sol fue un colapso Protostar; luego, la presión y la temperatura en el interior de la bola aumentaron para encender la fusión en su núcleo.
Inicialmente, el Sol era una estrella T Tauri, es decir, una estrella violentamente dinámica que lanzaba un poderoso viento solar. El Sol tardó algunos millones de años en asentarse en su forma actual. Aquí comenzó el ciclo de vida y varias etapas del Sol.
La secuencia principal:
Al igual que la mayoría de las estrellas, el Sol está experimentando actualmente las secuencias principales de etapas de su vida y en el curso de la secuencia principal, las reacciones de fusión nuclear (fusión de hidrógeno en helio) ocurren vigorosamente en el núcleo de la estrella. Aproximadamente 600 millones de toneladas de materia se transforman en radiaciones solares, neutrinos y 4 x 1027 W de energía por segundo. El Sol ha estado generando energía mediante este proceso durante 4.57 millones de años.
Como cualquier otro proceso, este también tiene una fecha de vencimiento. La cantidad de gas hidrógeno en el núcleo del Sol es finita y, por lo tanto, no puede alimentar el proceso para siempre. Hasta la fecha, el Sol ha convertido aproximadamente 100 veces la masa de la Tierra en helio y radiaciones solares. A medida que este proceso continúa, se transforma más hidrógeno en helio, lo que resulta en la continua contracción del núcleo del Sol. Esto permite que las capas externas del Sol aumenten su proximidad hacia el centro y enfrenten una intensa atracción gravitacional.
A medida que aumenta la proximidad de las capas exteriores, se aplica más presión al núcleo, que es repelido por un aumento posterior en la velocidad de fusión. Esencialmente, esto se refiere al hecho de que la velocidad de fusión se acelera y la producción de calor-luz del Sol aumenta a medida que el Sol consume hidrógenos y este proceso da como resultado un aumento del uno por ciento en la luminosidad y la capacidad de producción de calor del Sol cada vez. 100 millones de años y un aumento del 30 por ciento desde los últimos 4.57 millones de años.
Alrededor de 1.1 millones de años a partir de hoy, es probable que el Sol sea un 10% más brillante y más caliente que en la actualidad. Esto es similar al calentamiento descontrolado de Venus que transformó el planeta en un entorno infernal.
Después de 3.5 millones de años, el Sol se volvería un 40% más brillante y caliente de lo que es actualmente. Esta intensificación del calor y la luz herviría los océanos, derretiría los casquetes polares de forma permanente y liberaría todo el vapor de agua de la atmósfera al espacio. Bajo estos estados ambientales, la vida en la Tierra como la conocemos dejaría de sobrevivir. Esto convertiría nuestra Tierra en un cuerpo caliente y seco como Venus. La secuencia principal es una de las etapas más vitales del Sol.
Agotamiento de hidrógeno central:
La regla universal 'Una cosa que comienza necesita terminar'; es cierto para todo, incluso para el sistema solar. Sin embargo, eliminar algo tan grande como un sistema planetario implica cientos de miles de millones de años. No es probable que el fin del Sol se produzca en ningún momento en un futuro próximo. Pero en un futuro lejano, el Sol consumiría todo su combustible de hidrógeno y se arrastraría gradualmente hacia la muerte. Como el Sol existe, la secuencia principal unos 5.4 millones de años después, comienza una de las últimas etapas del Sol.
Una vez que se agota el hidrógeno presente en el núcleo del Sol, la ceniza de helio inerte que se forma allí será inestable y se deteriorará bajo la influencia de su peso. Debido a esto, el núcleo se calentaría y se volvería más denso, lo que resultaría en el tamaño creciente del Sol que conduciría hacia la fase de gigante roja de su evolución. Se estima que a medida que el Sol se expanda, crecerá lo suficiente como para abarcar la órbita de Mercurio, Venus y tal vez incluso la de la Tierra. Si por casualidad la Tierra sobrevive al abrazo, el calor extremo del sol rojo quemaría el planeta.
Fase final y muerte:
Las últimas etapas del Sol involucran la fase Red-Giant-Branch (RGB) y una vez que el Sol toca la fase RGB, tendrá una vida útil activa de aproximadamente 120 millones de años. Pero esta fase sería testigo de una serie de actividades. Primero, el núcleo lleno de cenizas de helio se encenderá violentamente en un destello de helio en el que alrededor del 40% de la masa del Sol y el 6% del núcleo se transformarán en carbono en minutos.
En su fase RGB, es probable que el Sol se reduzca a unas diez veces su tamaño actual y 50 veces su luminosidad, con una temperatura considerablemente más baja que la actual. El helio presente en el núcleo del Sol seguirá ardiendo durante los próximos 100 millones de años hasta que se agote por completo. Después del agotamiento, el Sol entraría en su fase Asymptotic-Giant-Branch (AGB), donde se expandiría rápidamente nuevamente y se volvería más luminoso.
Eventualmente, en los próximos 20 millones de años, el Sol comenzaría a demostrar inestabilidad y se someterá a una serie de pulsos térmicos de pérdida de masa y se predice que estos fenómenos tendrán lugar cada 100000 años, aumentando el tamaño del Sol a más de 1 UA de radio y luminosidad para ser 5,000 veces más brillante.
Esta etapa de la expansión del Sol abarcará la Tierra o la dejará totalmente incompatible de por vida. Incluso los planetas presentes en el Sistema Solar Exterior (más allá del cinturón de asteroides) se transformarán drásticamente. Con un aumento en la absorción de energía del Sol, los hielos del agua comenzarán a sublimarse, formando una atmósfera espesa y océanos densos en la superficie. En 500,000 años a partir de esta etapa, la masa actual del Sol se reducirá a la mitad y su envoltura exterior de gases evolucionará hacia una nebulosa planetaria.
Crédito: kurgus asumido (basado en reclamos de derechos de autor)., Nebulosa planetaria Formación, Wikimedia Commons
La evolución del Sol en la etapa posterior a AGB será comparativamente más rápida. Esto sucede cuando la masa expulsada se ioniza para formar una nebulosa planetaria y el núcleo desnudo alcanza una temperatura de 30,000 K. La temperatura final del núcleo expuesto será superior a 100,000 K, después de lo cual el residuo se enfriará para formar una enana blanca. La nebulosa planetaria formada se difundirá gradualmente en unos 10,000 años, pero la enana blanca subsistirá durante billones de años antes de disminuir a negro.
Destino final de nuestro sol:
Crédito: ESO / S. Steinhöfel, Diagrama de la vida de estrellas parecidas al Sol, CC BY 4.0
Las etapas del Sol o de cualquier otra estrella terminan con su muerte. Generalmente, la muerte de las estrellas está asociada con supernovas masivas y la formación de agujeros negros. Sin embargo, en el caso del Sol, tales formaciones pueden no tener lugar porque el Sol no es lo suficientemente masivo para sufrir tales procesos. En comparación con la Tierra, el Sol parece ser masivo, pero es una estrella de masa comparativamente baja. Hay algunas estrellas colosales de gran masa en el Universo muchas veces más grandes que el Sol. Si el Sol fuera diez veces más masivo, entonces la etapa final de su vida sería mucho más explosiva.
En tal caso, el hierro comenzaría a formarse en el núcleo de la estrella. Cuando el hierro sufre una fusión nuclear, no emite una cantidad considerable de energía. Debido a esto, la estrella ya no experimenta una presión hacia afuera en su núcleo y, por lo tanto, evita colapsar hacia adentro.
Es probable que el Sol haga una implosión catastrófica con una enorme cantidad de energía cuando se recolecta hierro de alrededor de 1.38 veces su masa en el núcleo. Esta insondable cantidad de energía llegaría a la Tierra en solo ocho minutos y la destruiría totalmente junto con todo el sistema solar. Una nueva nebulosa (similar a la nebulosa Cangrejo) podría formarse y ser visible desde los sistemas estelares cercanos. Los últimos restos del Sol podrían ser un agujero negro estelar o una estrella de neutrones que gira rápidamente.
Pero nuestro Sol no tiene este destino debido a su masa. El Sol se convertiría en una estrella enana blanca. Y para ese momento, la vida estaría extinta durante mucho tiempo. Esto marca el final de las distintas etapas del sol.
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