Kommer du ihåg filmen Sunshine, där astronomer får veta att solen håller på att dö? Så ett modigt team av astronauter tar en kärnvapenbomb till solen och försöker sätta igång den med en massiv explosion. Ja, det är så mycket fel i den filmen att jag inte vet var jag ska börja. Så jag kommer bara inte.
Seriöst, en kärnvapenbomb för att bota en döende sol?
Här är grejen, solen håller på att dö. Det är bara det att det kommer att ta ytterligare 5 miljarder år att få bränsle i kärnan. Och när den gör det kommer Cillian Murphy inte att kunna starta om den med en stor kärnvapen.
Men solen behöver inte dö så snart. Den är gjord av samma väte och helium som de mycket mindre massiva röda dvärgstjärnorna. Och dessa stjärnor förväntas hålla i hundratals miljarder och till och med biljoner år.
Finns det något vi kan göra för att rädda solen, eller sätta igång den när den får slut på bränsle i kärnan?
Låt mig först förklara problemet. Solen är en huvudsekvensstjärna och den mäter 1,4 miljoner kilometer i diameter. Liksom ogres och lök är solen gjord av lager.
Solens inre struktur. Kredit: Wikipedia Commons/kelvinsong
Det innersta lagret är kärnan. Det är området där temperaturen och trycket är så högt att väteatomer mosas ihop så hårt att de kan smälta samman till helium. Denna fusionsreaktion är exoterm, vilket innebär att den avger mer energi än den förbrukar.
Överskottsenergin frigörs som gammastrålning, som sedan tar sig igenom stjärnan och ut i rymden. Strålningen trycker utåt och motverkar den inre tyngdkraften som drar ihop den. Denna balans skapar solen vi känner och älskar.
Utanför kärnan sjunker temperaturer och tryck till den grad att fusion inte längre kan ske. Denna nästa region är känd som strålningszonen. Det är mycket varmt, och fotonerna av gammastrålning som genereras i solens kärna måste studsa slumpmässigt från atom till atom, kanske i hundratusentals år för att äntligen fly. Men det är inte tillräckligt varmt för att fusion ska ske.
Utanför strålningszonen finns den konvektiva zonen. Det är här materialet i solen äntligen är tillräckligt svalt för att det ska kunna röra sig som en lavalampa. Heta plasmaklumpar tar upp enorm värme från strålningszonen, flyter upp till solens yta, släpper ut sin värme och sjunker sedan ner igen.
Det enda bränslet som solen kan använda för fusion finns i kärnan, som bara står för 0,8 % av solens volym och 34 % av dess massa. När det förbrukar vätet i kärnan kommer det att blåsa av sina yttre skikt ut i rymden och sedan krympa ner till en vit dvärg.
Strålningszonen fungerar som en vägg och hindrar den konvektiva blandningszonen från att nå solkärnan.
Om solen var en konvektiv zon, skulle detta inte vara ett problem, den skulle kunna fortsätta att blanda sitt bränsle och använda allt väte istället för denna mindre fraktion. Om solen var mer som en röd dvärg skulle den kunna vara mycket längre.
Röda dvärgstjärnor brinner mycket längre än vår sol. Kredit: NASA, ESA och D. Aguilar (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)
För att rädda solen, för att hjälpa den att hålla längre än de 5 miljarder år den har kvar, skulle vi behöva något sätt att röra upp solen med en gigantisk blandningssked. För att få det oförbrända vätet från strålnings- och konvektionszonerna ner i kärnan.
En idé är att du kan krascha en annan stjärna i solen. Detta skulle leverera nytt bränsle och blanda upp solens väte lite. Men det skulle vara en engångsgrej. Du måste leverera en jämn ström av stjärnor för att fortsätta blanda ihop det. Och efter ett tag skulle du samla tillräckligt med massa för att skapa en supernova. Det skulle vara dåligt.
Men ett annat alternativ skulle vara att ta bort material från solen och skapa röda dvärgar. Stjärnor med mindre än 35 % av solens massa är helt konvektiva. Vilket betyder att de inte har en strålningszon. De blandar helt in allt sitt vätebränsle i kärnan och kan hålla mycket längre.
Föreställ dig en framtida civilisation som sliter sönder solen i 3 separata stjärnor, som var och en kan hålla i hundratals miljarder år och bara släppa ut 1,5 % av solens energi. Krypa ihop för värme.
Men om du vill ta det här till det yttersta, riv solen i 13 separata röda dvärgstjärnor med bara 7,5 % av solens massa. Dessa kommer bara att släcka 0,015 % av solens ljus, men de kommer att smutta på sitt väte i mer än 10 biljoner år.
Stick jorden i mitten och du skulle få några väldigt udda soluppgångar och solnedgångar, för att inte tala om orbitaldynamik. Skapad med Universe Sandbox ²
Men hur kan du få bort det vätet från solen? Lasrar såklart. Med hjälp av ett koncept som kallas stjärnlyft, kan du rikta en kraftfull soldriven laser mot en plats på solens yta. Detta skulle värma upp regionen och generera en kraftfull solvind. Solen skulle spränga ut sitt eget material i rymden. Sedan kan du använda magnetfält eller gravitation för att styra utflödena och samla dem till andra stjärnor. Det förbryllar vår fantasi, men det skulle vara en rutinuppgift för civilisationsingenjörer av typ III som arbetar med stjärnnedmontering.
Så få inte panik över att vår sol bara har några miljarder år kvar av livet. Vi har alternativ. Otroligt komplicerade alternativ för demontering av solsystem. Men ändå... alternativ.
Podcast (ljud): Ladda ner (Längd: 6:31 — 2,4 MB)
Prenumerera: Apple Podcasts | RSS
Podcast (video): Ladda ner (Längd: 6:33 — 85,3 MB)
Prenumerera: Apple Podcasts | RSS