どのようにそしてなぜ惑星は死ぬのですか？

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（画像：©Vadim Sadovski / Shutterstock）

ほとんどの惑星は長く存在することができますが、永久に存続することはできません。空腹の星と暴力的な惑星の隣人は世界を完全に破壊する可能性がありますが、衝撃と過度の火山活動は、惑星から水を剥がすことで居住可能な世界を不妊にすることができます。私たちが知る限り、惑星の終わりを綴る可能性があるが、そうではない理論的な方法もたくさんあります。

「惑星は私たちの銀河系の近所でいつでも死ぬ」とフランスのボルドーにあるボルドー研究所の惑星モデラー、ショーンレイモンドは彼の著書に書いている。惑星が死ぬ方法に関するブログシリーズ。レイモンドは、惑星がその終わりに到達するかもしれない無数の方法を調査しました。すべての惑星が死ぬわけではありませんが、ほとんどの惑星は最終的に惑星の死体安置所への道を見つけます。

気候災害

地球の気候サイクルは、地球が暑すぎず、寒すぎて生命を維持できないことを確認する上で重要な役割を果たしています。しかし、地球などの岩が多い世界の気候が強打から放り出され、信じられないほど暑い惑星または雪だるまの世界のいずれかにつながるイベントをトリガーするのにそれほど時間はかかりません。

地球では、気温は大気中の二酸化炭素の量によって制御されます。二酸化炭素とその他温室効果ガス大気中（水、メタン、亜酸化窒素など）は毛布として機能し、太陽の放射のどれだけが宇宙に放出されるのかを減速することによって惑星を暖かく保ちます。二酸化炭素が大気中に蓄積すると、惑星の表面を暖め、もっと雨を降らせる。降雨により、二酸化炭素の一部が大気から取り除かれ、海底の炭酸塩岩に堆積し、惑星が冷え始めます。

たとえば、火山活動の増加などが原因で、二酸化炭素が岩石に再吸収されるよりも速く大気中に蓄積すると、暴走する温室効果を引き起こす可能性があります。温度は水の沸点を超えて上昇する可能性があり、これは生命を維持する上で問題になる可能性があります。気温が上昇すると、大気が宇宙空間に逃げることができ、惑星の太陽や他の星からの放射をそらす保護シールドが取り除かれます。

「温室暖房は大気にとって現実の事実であり、ある程度望ましい」とレイモンド氏は書いている。「しかし、物事が手に負えなくなる可能性がある」

気候が致命的になる唯一の方法は熱だけではありません。惑星が十分に冷えると、その体は雪だるまの世界、氷に覆われた岩のオブジェクト。氷と雪は明るく、星の熱の多くを宇宙に反射して、世界をさらに冷やします。地表火山のある世界では、噴火により二酸化炭素やその他のガスが大気中に放出され、世界が再び熱くなります。しかし、プレートテクトニクスを欠いている、つまり火山が欠如している惑星で雪玉の状態が発生した場合、世界は雪だるま式に永久にロックされている可能性があります。

レイモンドによれば、生命をもたらす可能性のあるすべての惑星は、気候災害、それは惑星を居住不可能にすることができますが、それを完全に破壊することはできません。

溶岩か生命か

隣接する世界の綱引きは、惑星の軌道を引っ張ることができます。これは、惑星の内部に圧力をかけ、地球の中間層であるマントルの熱を増加させます。その熱は脱出する方法を見つけなければなりません、そして最も典型的な方法は火山を通してです。

火山活動は惑星の環境に大きな影響を与える可能性があります。による大学大気研究機構、火山によって大気中に投入されたガスとダストの粒子は、惑星の大気に影響を与え、惑星を冷却し、それを入ってくる放射線から遮ります。 1815年の噴火タンボラ山、地球で記録された歴史の中で最大の噴火は、大量の灰を投げて地球の気温を下げ、1816年をいわゆる「夏のない年」にしました。

火山はまた、温室効果ガスを大気中に放出するため、逆の影響、つまり地球温暖化を引き起こす可能性があります。頻繁で大規模な火山噴火は、地球のような居住可能な世界を何かに変える暴走温室効果を引き起こす可能性がありますもっと金星のように.

火山の世界の実際の例を探す必要はありません。木星の月イオ太陽系で最も火山活動が活発な物体であり、何百もの火山が絶えず噴火しています。レイモンドによれば、地球が木星の重力によって引っ張られているのと同じくらい引っ張られていれば、地球はイオの10倍の火山活動を持つでしょう。

彗星災害

岩の小惑星と氷の彗星は、特にそれらが氷とガスの巨人に投げつけられたとき、それらの近隣の世界に重大な問題を引き起こす可能性のある惑星の「クラム」です。

惑星が最終軌道に落ち着くと、重力タグボートが小惑星や彗星を移動できます。一部は惑星系の郊外に押し込むことができますが、他のものは内側に投げ込まれ、最終的には生命が進化しようとしているかもしれない岩の多い世界と衝突します。

私たちの外側の太陽系では、恒久的な軌道に落ち着いたときの海王星の最後の動きが複数の彗星を内側に押し込み、それらが木星に到達するまで惑星間を通過しました。木星はこれらの氷のような物体の一部を外側に投げましたが、他のものは地球として知られている期間中に地球に向かって内側に投げられました後期重砲撃.

現在、地球には毎日約100トン（90メートルトン）の惑星間物質が塵の形で常に蓄積されています。 NASAの調査によると、約330フィート（100メートル）を超える物体は、1万年に1回の割合で表面に衝突しますが、3分の2マイル（1キロメートル）を超える物体は、数10万年に1回だけ衝突します。地球近傍物体研究センター.

巨大惑星がこれらの破壊的なくずを太陽に向かって投げているとき、衝突が急上昇し、衝撃がより頻繁に起こります。中型の物体は、ほこりや破片を大気中に投げ込み、大気のプロセスを妨害する可能性があります。巨大な衝撃は、グラウンドゼロでの荒廃のためだけでなく、十分な破片を投げて冬に影響を与える、惑星をミニ氷河期に投げ込みます。十分な影響が連続して発生した場合、気候の影響は、それらが最終的に世界を居住不可能にするまで、互いに影響し合う可能性があります。

レイモンドは、他の星の周りに見つかった惑星の残骸の観測に基づいて、銀河の約10億の地球のような惑星が小惑星の爆撃によって最終的に破壊されると計算しました。

悪い兄貴

太陽に次いで太陽系で最も巨大な物体として、木星保護の兄のように振る舞う小さな岩の惑星を破片から保護し、他の世界の巨人もおそらく同じ役割を果たすでしょう。しかし、木星のような巨大ガスが不安定になると、周りの小さな世界に壊滅的な影響を与える可能性があります。

星が形成された後、残り物のディスク惑星を生み出します。ガスとディスク内のダストからの重力タグボートは惑星に力を及ぼし、最初の数百万年の間ガス巨人を一列に保つことができます。しかし、それがなくなると、惑星はより簡単に軌道を変えることができます。巨大な惑星は岩の多い兄弟よりもはるかに小さいので、それらの重力プッシュは、より小さな惑星の軌道のシフトに大きな違いを生む可能性があります。しかし、大きな世界は無縁ではありません。 2つの巨大な惑星がお互いを引っ張ることができ、互いに非常に接近して通過することさえあります。レイモンドによれば、これらの巨人はめったに衝突せず、代わりに互いに重力キックを提供します。最終的に、いくつかの世界は追い出さ完全に軌道に乗って、宇宙を浮遊するように委託されるどんな星にも付けられていない.

レイモンドは、およそ50億の岩だらけの世界がガス巨人によって破壊されたと計算しました。破壊の大部分はおそらく惑星が形成された直後に起こったでしょう。ただし、システムの存続期間の後半には、生命が進化する時間があった後、おそらくわずかなことが起こりました。ガスジャイアントの1％だけが惑星の寿命の後半で不安定になった場合、5000万の惑星系がそれらを星に放り込むことによって居住された世界を破壊した可能性があります。

恒星間食

惑星と同様に、星も終わりを迎える可能性があり、それらの変形はそれらを周回する惑星に大きな影響を与える可能性があります。

赤い矮星たとえば、彼らの長期的な明るさに到達するには、太陽の10倍の時間が1億年以上かかる場合があります。赤い矮星を周回する惑星は、数百万年間居住可能なゾーン内にある可能性がありますが、星が明るくなるにつれて、高温で生命を維持する水が蒸発する可能性があります。

しかし、高温の赤い矮星を周回する惑星は、まだ生命を維持することができました。「このプロセスが惑星を完全に乾燥させるのか、それとも単に海のいくつかの外層を剥ぎ取るのかはわかりません」とレイモンド氏は書いている。「惑星の内部に十分な水が閉じ込められている場合（地球は表面の水がマントルに数倍あると考えられています）、その後新しい海洋にガスを放出することで、海洋の損失に耐えることができます。これは、地質学と天文学の複雑な相互作用であり、結果は不明です—現時点では。」レイモンド推定 1,000億の惑星が赤い矮星によって乾燥している可能性があるということです。

太陽のような星は、居住可能な惑星に水を握る時間を与え、生命にチャンスを与えます。しかし、太陽の温度も変化しており、数十億年かけてゆっくりと明るくなっています。レイモンド氏によると、10億年後には、この惑星は居住可能ゾーンに存在しなくなります。水は地球の表面に液体のままではなくなります。代わりに、惑星は急速な温室効果を受け、最終的には金星のように見えます。

太陽のような星が100億年に達すると、水素が不足し、現在のサイズの100倍から200倍の大きさに拡大します。（私たちの太陽は45億年前なので、これが起こるまでにはしばらく時間がかかります。）太陽系では、金星と水星は星に飲み込まれた、太陽の変化する重力が火星と外惑星をさらに遠ざけるでしょう。地球は端にあり、どちらかの運命に苦しむかもしれません。約40億の岩だらけの世界は、ゆっくりと明るくなる星によって消費されている可能性があります。

最も巨大な星が爆発する激しい超新星数百万年という比較的短い寿命の後。これらの巨大な星の周りに惑星は発見されていませんが、それは、検索する巨大な星が非常に少ないためであり、太陽系外惑星を見つけるのはまだ難しいとレイモンドは書いています。いずれにせよ、これらの巨大な星の周りの惑星は、おそらく星の爆発的な死によって破壊されるでしょう。

この記事は、天文学者ショーン・レイモンドのシリーズに触発されました 惑星が死ぬ方法.

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