آیا پلوتو آخرین دنیای قابل سکونت بشر خواهد بود؟

آیا پلوتو آخرین دنیای قابل سکونت بشر خواهد بود؟

بسیاری از اوقات ستاره‌شناسان در مورد آینده‌ی خورشید و پایان زمین بحث می‌کنند. خورشید هم مانند تمام ستاره‌های گداخت هیدروژنی به‌تدریج پرنورتر می‌شود و مقدار بیشتری از هیدروژن را در هسته‌ی خود به هلیوم تبدیل می‌کند (درنتیجه ترکیب و دمای مرکزی آن هم تغییر می‌کنند)؛ اما در نهایت هیدروژن هسته تمام می‌شود، هسته منقبض می‌شود و بقیه‌ی قسمت‌های ستاره به این تغییرات واکنش نشان می‌دهند. در مرحله‌ای به نام انشعاب غول سرخ (RGB)، پوشش خارجی خورشید شروع به انبساط می‌کند (اگر هیچ ماده‌ای را از دست ندهد، در کمتر از ۱۰۰ میلیون سال ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر می‌شود).

در این نقطه باید با عطارد و زهره خداحافظی کرد (حتی اگر مدار آن‌ها به دلیل اتلاف جرم ستاره‌ای توسعه پیدا کند)؛ اما در نهایت خورشید مجددا منقبض می‌شود. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که گداخت هسته‌ی هلیومی شروع می‌شود و به این صورت یک بار دیگر تعادل و جریان انرژی در این ستاره تغییر می‌کند. با تمام شدن هسته‌ی هیدروژنی هسته‌ی هلیومی هم تمام می‌شود (منجر به انبساط پوشش خارجی می‌شود). این بار خورشید حتی بزرگ‌تر از قبل می‌شود به این مرحلهشاخه‌ی مجانبی غول‌پیکر (AGB) گفته می‌شود، در این مرحله شعاع خورشید تقریبا به هزار برابر اندازه‌ی فعلی آن می‌رسد و اینجاست که سرنوشت مریخ و زمین هم به خطر می‌افتد.

شاید اتفاقات دیگری هم در طول این مراحل رخ دهند. انرژی با همجوشی در نواحی دیواره‌ی دورتادور هسته تولید می‌شود و خورشید در این مرحله بخش زیادی از جرم خود را از دست می‌دهد و مواد را در یک باد خورشیدی بسیار قوی به بیرون می‌فرستد. به این صورت قطر فیزیکی آن به‌عنوان یک ستاره‌ی RGB و سپس AGB کاهش می‌یابد اما این کاهش قطر زیاد نیست. در این مرحله می‌توان به نجات مریخ و زمین امیدوار بود؛ زیرا با کاهش جرم خورشید، مدار این سیاره‌ها برای حفظ تکانه‌ی زاویه‌ای توسعه پیدا می‌کند.

بر اساس یک معیار دیگر در منظومه‌ی شمسی هرچقدر سطح یک ستاره‌ بزرگ‌تر باشد، درخشندگی آن بیشتر می‌شود (در نتیجه نیروی زیادی به شکل تشعشعات الکترومغناطیسی منتشر می‌شود). وقتی خورشید به مراحل RGB و AGB می‌رسد، درخشندگی آن می‌تواند به هزار یا حتی چندین هزار برابر میزان فعلی برسد.

در نتیجه‌ دمای دیگر اجرام منظومه‌ی شمسی هم به مراتب افزایش خواهد یافت. این یعنی اجرام بسته به ستاره دو تا هشت برابر داغ‌تر می‌شوند. اولین نوبت این گرمایش در فاز ستاره‌ای RGB رخ می‌دهد. سپس مجددا دما تا فاز AGB کاهش پیدا می‌کند و پس از آن وارد دومین فاز گرمایش می‌شود. به این ترتیب می‌توان دمای اجرامی مثل اروپا، تایتان و حتی پلوتو را شبیه‌سازی کرد که همه یخی و از نظر شیمیایی غنی هستند. سؤال اینجاست که کدام یک قابل سکونت خواهد بود؟

امروزه دمای قمر یخی اروپا تقریبا به منفی ۱۶۳ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد. این یعنی با رسیدن خورشید به انتهای فاز AGB و حتی در طول فاز RGB دمای سطح آن می‌تواند به ۴۹۷ درجه‌ی سانتی‌گراد برسد. طبیعتا باید در دوره‌های میانی همه چیز متوسط و متعادل شود؛ اما با افزایش دما قمر اروپا به شدت داغ خواهد شد.

در فاصله‌ی کمی دورتر، تایتان با ویژگی‌های مثل آب یخبندان و محیطی غنی از نظر هیدروکربن قرار گرفته است؛ و اگر بخواهیم به محیطی جذاب با موج‌های گرمایی اشاره کنیم تایتان بهترین گزینه خواهد بود. دمای کنونی سطح تایتان منفی ۱۷۹ درجه‌ی سانتی‌گراد است و در صورت افزایش دما به یک دمای معتدل خواهد رسید؛ اما مانند اروپا با رسیدن خورشید به حداکثر درخشش دمای سطح تایتان هم به ۴۰۷ درجه‌ی سانتی‌گراد خواهد رسید.

اما در این میان پلوتو داستان متفاوتی خواهد داشت. در منظومه‌ی شمسی کنونی در سطح پلوتو همه چیز به حالت منجمد است: آب منجمد، کربن مونواکسید منجمد، نیتروژن منجمد، متان منجمد و دمای سطح پلوتو منفی ۲۳۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است؛ اما با رسیدن خورشید به حداکثر درخشش (در طی فازهای RGB و سپس AGB) دمای پلوتو تا دمای قابل سکونت ۲۷ درجه‌ی سانتی‌گراد افزایش پیدا می‌کند. در راه رسیدن به دمای اوج، میلیون‌ها سال بین نقطه‌ی انجماد و جوش آب به طول خواهد انجامید (با فرض وجود یک جو ضخیم).

البته وقتی یک شیء منجمد گرم می‌شود بخشی زیادی از مواد تصعید‌شده وارد خلاء می‌شوند. آب، کربن مونو اکسید و … هم تبدیل می‌شوند. با این حال حتی شتاب جاذبه‌ای پائین پلوتو (یک دوازدهم زمین) هم می‌تواند منجر به بازسازی جوی آن شود؛ و اتمسفر این سیاره با حبس مولکول‌های دیگر و جلوگیری از خروج آن‌ها می‌تواند خود را توسعه دهد. با ضخیم شدن جو شرایط مساعدتر به وجود خواهد آمد.

این وضعیت جدید هم مدت زیادی دوام نمی‌آورد. پلوتو در بهترین حالت چندصدهزار یا حتی یک یا دو میلیون سال می‌تواند لقب آخرین دنیای قابل سکونت منظومه‌ی شمسی را از آن خود کند و پس از آن دوباره به سرمای ابدی کیهان برمی‌گردد.