¿Podría la Tierra sobrevivir a un Sol gigante rojo?

La respuesta es sí, hay muchos autores que sí tienen en cuenta la pérdida de masa de las estrellas cuando tratan de averiguar el destino de sus sistemas planetarios. Los ejemplos incluyen Schroder & Smith 2008 ; Adams et al. (2013) ; Adams y Bloch (2013) .

Se cree que (por ejemplo, Kalirai et al. 2008 ) el Sol perderá la mitad de su masa cuando termine como una enana blanca. Casi toda esta pérdida de masa ocurre en los últimos cien millones de años más o menos (en poco más de 7.500 millones de años) mientras el Sol está en la rama gigante roja y la rama gigante asintótica . La pérdida de masa que se produce antes de esa fecha es pequeña en comparación: alrededor de$10^{-13}$de una masa solar cada año (ver Noerdlinger 2008 ), perdiendo menos del 1% de su masa antes del RGB.

La sola consideración de la conservación del momento angular conduce a la idea de que$M(t)R$es constante, donde$M(t)$es la masa del Sol en función del tiempo y$R$es el semieje mayor de una órbita planetaria. Por lo tanto , antes de la fase RGB, la órbita de la Tierra se expande quizás 1,4 cm por año, o un total de$7\times 10^{-4}$au antes del RGB.

Sin embargo, durante y después del RGB vemos que la Tierra termina con un radio orbital de$\sim 1.5$au (o en unidades solares, alrededor de 290$R_{\odot}$) después del RGB y quizás 430$R_{\odot}$después de la AGB. Entonces, mientras el Sol está en la fase RGB/AGB y está perdiendo masa, la Tierra se mueve hacia afuera desde alrededor de 215 a 430$R_{\odot}$. Mientras tanto, a medida que asciende el RGB, el Sol probablemente aumentará de tamaño a aproximadamente$200 R_{\odot}$. Por lo tanto, es una cuestión reñida si la Tierra será engullida dentro de la envoltura exterior del Sol evolucionado. Las principales incertidumbres incluyen exactamente qué tan grande será el Sol, cuánta masa perderá en el RGB y luego en el AGB, y resulta que el perfil temporal de la pérdida de masa (que ocurrirá en pulsos, en lugar de continuamente ) también puede jugar un papel.

La siguiente gráfica (de Schroder & Smith 2008) puede ayudar a entender esto. Muestra el (registro) del radio del Sol en función del tiempo en las fases RGB y AGB a medida que pierde masa. También se muestra con una línea discontinua el radio orbital de la Tierra. Las fracciones escritas en la gráfica muestran qué fracción de la masa actual del Sol queda.

Sin embargo, incluso si la Tierra escapa a ser sumergida inmediatamente, el Sol sería varios miles de veces más luminoso de lo que es hoy, por lo que las temperaturas en la superficie de la Tierra podrían alcanzar$>1000$Celsius incluso si se mantiene a una unidad astronómica de distancia de la superficie del Sol.

Otro problema son los efectos de la disipación de las mareas. La Tierra será arrastrada hacia atrás por las protuberancias de las mareas inducidas en la envoltura extendida del Sol. Sin embargo, la velocidad a la que se pierde el momento angular es exquisitamente sensible al radio exacto del Sol y el radio de la órbita de la Tierra, hasta el punto de que sus órdenes de magnitud generan incertidumbre sobre si la Tierra será arrastrada hacia la envoltura del Sol incluso antes de que alcanza la punta del RGB (esto es lo que afirman Schroder & Smith 2008) o si las tasas de pérdida serán demasiado bajas para tener mucho efecto. Todo depende de cuánta pérdida de masa haya (Schroder & Smith usan una estimación ligeramente más baja que la anterior) y, por lo tanto, qué radio alcanza la Tierra y cuál se convierte en el radio final del Sol.

Por el momento, diría que hay suficiente incertidumbre de que el destino de la Tierra está indeciso, pero indiscutiblemente será inhabitable.

Los marcos de tiempo en estos dos fenómenos son bastante distintos.

Tomará aproximadamente 5 mil millones de años para que el sol alcance esta fase de gigante roja.

Ahora, a la velocidad de la tierra, se aleja, y teniendo en cuenta la pérdida de masa :

Por fusión, el sol "quema" alrededor de 564 millones de toneladas de hidrógeno por segundo, lo que da como resultado 559,7 millones de toneladas de helio. La pérdida de masa, unos 4,3 millones de toneladas por segundo, se transforma en energía. Pero no te preocupes, es solo el 0,0000000000000000002 por ciento de la masa total del sol.

Además, es un poco insignificante cómo la tierra se aleja en los años actuales, incluso si podría cambiar drásticamente, pero no sabemos nada al respecto.

De Wikipedia:

En 1989, el trabajo de Jacques Laskar indicó que la órbita de la Tierra (así como las órbitas de todos los planetas interiores) puede volverse caótica y que un error tan pequeño como 15 metros al medir la posición inicial de la Tierra hoy haría imposible predecir dónde estaría la Tierra en su órbita dentro de poco más de 100 millones de años

Así que hay posibilidades de que la tierra escape a su destino:

• si las cosas permanecen más o menos igual, no lo hará (la órbita seguirá expandiéndose como lo hace ahora, teniendo en cuenta la pérdida de masa solar)
• sus posibles civilizaciones futuras seguirán existiendo, ven la necesidad de conservarlo y cuentan con la tecnología suficiente para hacerlo, por lo que lo "mueven" en el lugar adecuado para evitarlo.
• su posible inestabilidad gravitacional hará el trabajo y sacará a la tierra de las capas exteriores del sol.