Un nuevo estudio realizado por astrónomos de la KU Leuven (Bélgica) y del CEA Paris-Saclay (Departamento de Astrofísica CEA-Irfu/UMR AIM) muestra que la respuesta es más incierta de lo que se pensaba anteriormente. Utilizando los últimos modelos de evolución estelar e interacciones de marea, el equipo descubrió que la Tierra tiene grandes posibilidades de sobrevivir a las dos fases gigantes del Sol, pero solo si este pierde masa suficientemente rápido durante las últimas etapas de su evolución.
Evolución esquemática del Sol durante sus fases evolucionadas.
La imagen muestra el Sol tal como es hoy, atravesando sus dos fases gigantes, antes de terminar su vida como una enana blanca. El estudio mostró que Mercurio y Venus serán engullidos por el Sol en expansión, pero que la Tierra y Marte sobrevivirán y se encontrarán en una órbita más lejana. Los tamaños y las distancias no están a escala.
crédito @KU Leuven
Una sutil competencia
A medida que el Sol evoluciona para convertirse en una gigante roja, dos procesos contradictorios determinarán el destino de la Tierra:
- Por un lado, el Sol se expandirá considerablemente, aumentando así las fuerzas de marea gravitacionales que tienden a atraer a la Tierra hacia él.
- Por otro lado, el Sol perderá gran parte de su masa en forma de viento estelar. A medida que el Sol se vuelve más ligero, la órbita de la Tierra se aleja progresivamente de él.
Estudios anteriores concluían a menudo que la Tierra acabaría siendo engullida por el Sol. Sin embargo, muchos de estos estudios se basaban en descripciones simplificadas de las interacciones de marea en el interior de las estrellas gigantes.
Esta figura representa la evolución orbital de la Tierra durante las fases de vida del Sol (la unidad utilizada es la unidad astronómica que representa la distancia Sol-Tierra actual).
La curva azul representa la evolución del radio del Sol a lo largo del tiempo (representado relativamente al final de la vida del Sol). Se identifican dos fases de fuerte expansión del Sol durante la fase denominada de gigante roja y la de AGB. Las curvas naranja y verde representan respectivamente los cálculos que utilizan la modelización más avanzada de la disipación de las ondas de marea generadas por la Tierra en el Sol (en naranja) y la comúnmente utilizada (en verde).
En el primer caso, la Tierra se aleja del Sol y tiene una posibilidad de sobrevivir.
Una mirada al Sol del futuro
Este nuevo estudio se basa en cálculos de vanguardia sobre la disipación de las mareas en el Sol a lo largo de toda su evolución, teniendo en cuenta la estructura y la dinámica internas de las estrellas evolucionadas. Estos modelos fueron desarrollados por el equipo de investigación en el marco de trabajos anteriores y se basan en cálculos físicos realistas en lugar de aproximaciones simplificadas.
Utilizando estos métodos actualizados, los investigadores descubrieron que las interacciones de marea entre la Tierra y el Sol a lo largo de su evolución son más débiles de lo que se suponía anteriormente. En consecuencia, la Tierra permanece más alejada del Sol durante las fases gigantes, lo que aumenta considerablemente sus posibilidades de supervivencia.
En las simulaciones, Mercurio y Venus son inevitablemente engullidos por el Sol en expansión. La Tierra, en cambio, sobrevive a las dos fases gigantes y termina en una órbita más alejada alrededor de la enana blanca en la que finalmente se convertirá el Sol.
Una incertidumbre mayor: la pérdida de masa estelar
A pesar de este resultado alentador, persisten incertidumbres. Los investigadores descubrieron que el resultado final depende de la velocidad a la que el Sol perderá masa durante su última fase de evolución. Desafortunadamente, estas tasas de pérdida de masa siguen siendo un aspecto poco comprendido de la evolución estelar.
Para estudiar esta incertidumbre, el equipo recurrió a L2 Puppis, una estrella evolucionada cercana, a menudo considerada como un vistazo al futuro del Sol. Según esta estimación basada en observaciones, la Tierra se alejará lo suficiente como para sobrevivir.
Más información sobre el futuro del sistema Sol-Tierra observando estrellas lejanas
Este estudio pone de relieve cómo la observación de estrellas evolucionadas puede proporcionar pistas sobre el futuro lejano de nuestro propio sistema solar. Los futuros observatorios terrestres y misiones espaciales como PLATO permitirán descubrir muchos otros planetas orbitando alrededor de estrellas gigantes evolucionadas de tipo solar, lo que dará a los astrónomos la oportunidad de probar modelos de supervivencia planetaria a escala poblacional.
Aunque la vida en la Tierra se volverá imposible mucho antes de que el Sol alcance sus fases gigantes, el planeta mismo podría perdurar. Que la Tierra sobreviva o no al final, la respuesta reside en la comprensión de los complejos mecanismos físicos relacionados con el envejecimiento de las estrellas, un problema que los astrónomos apenas comienzan a dilucidar.