¿Qué pasará con la Tierra cuando muera el Sol?

Las estrellas nacen, viven y mueren. El sol no es diferente, y cuando el sol muere, la Tierra se va con él. Pero nuestro planeta no se adentrará tranquilamente en la noche.

Más bien, cuando el sol se expanda en un gigante rojo durante la agonía de la muerte, vaporizará la Tierra.

Tal vez no sea la historia que esperabas, pero aún no es necesario que comiences a comprar un seguro de muerte de estrellas. La escala de tiempo es larga: 7 mil u 8 mil millones de años a partir de ahora, por lo menos. Los humanos han existido solo alrededor de 40 milésimas de esa cantidad de tiempo; si la edad de la Tierra se comprimiera en un día de 24 horas, los humanos ocuparían solo el último segundo, como mucho. Si contemplar vidas estelares no hace otra cosa, debería subrayar la insignificancia existencial de nuestras vidas.

Entonces, ¿qué pasa cuando sale el sol? La respuesta tiene que ver con cómo brilla el sol. Las estrellas comienzan su vida como grandes aglomeraciones de gas, principalmente hidrógeno con una pizca de helio y otros elementos. El gas tiene masa, por lo que si pones mucho en un solo lugar, colapsa sobre sí mismo por su propio peso. Eso crea presión en el interior de la protoestrella, que calienta el gas hasta que se calienta tanto que los electrones se desprenden de los átomos y el gas se carga o ioniza (un estado llamado plasma). Los átomos de hidrógeno, cada uno con un solo protón, se fusionan con otros átomos de hidrógeno para convertirse en helio, que tiene dos protones y dos neutrones. La fusión libera energía en forma de luz y calor, lo que crea presión hacia el exterior y evita que el gas se colapse más. Ha nacido una estrella (con disculpas a Barbra Streisand).

Hay suficiente hidrógeno para mantener este proceso durante miles de millones de años. Pero eventualmente, casi todo el hidrógeno en el núcleo del sol se habrá fusionado en helio. En ese momento, el sol no podrá generar tanta energía y comenzará a colapsar por su propio peso. Ese peso no puede generar suficiente presión para fusionar el helio como lo hizo con el hidrógeno al comienzo de la vida de la estrella. Pero el hidrógeno que quede en la superficie del núcleo se fusionará, generando un poco de energía adicional y permitiendo que el sol siga brillando.

Sin embargo, ese núcleo de helio comenzará a colapsar sobre sí mismo. Cuando lo hace, libera energía, aunque no a través de la fusión. En cambio, simplemente se calienta debido al aumento de la presión (comprimir cualquier gas aumenta su temperatura). Esa liberación de energía da como resultado más luz y calor, lo que hace que el sol sea aún más brillante. Sin embargo, en una nota más oscura, la energía también hace que el sol se hinche en una gigante roja. Las gigantes rojas son rojas porque la temperatura de su superficie es más baja que la de estrellas como el sol. Aun así, son mucho más grandes que sus contrapartes más calientes.

Un estudio realizado en 2008 por los astrónomos Klaus-Peter Schröder y Robert Connon Smith estimó que el sol crecerá tanto que sus capas superficiales más externas alcanzarán unos 108 millones de millas (unos 170 millones de kilómetros), absorbiendo los planetas Mercurio, Venus y la Tierra. Todo el proceso de convertirse en una gigante roja llevará unos 5 millones de años, un parpadeo relativo en la vida del sol. [50 datos interesantes sobre la Tierra]

En el lado positivo, la luminosidad del sol aumenta en un factor de alrededor del 10 por ciento cada mil millones de años. La zona habitable, donde puede existir agua líquida en la superficie de un planeta, en este momento es entre 0,95 y 1,37 veces el radio de la órbita de la Tierra (también conocida como unidades astronómicas, o AU). Esa zona continuará moviéndose hacia afuera. Para cuando el sol esté listo para convertirse en gigante roja, Marte habrá estado dentro de la zona durante bastante tiempo. Mientras tanto, la Tierra se horneará y se convertirá en un baño de vapor de un planeta, con sus océanos evaporándose y descomponiéndose en hidrógeno y oxígeno.

A medida que el agua se descompone, el hidrógeno escapará al espacio y el oxígeno reaccionará con las rocas de la superficie. El nitrógeno y el dióxido de carbono probablemente se convertirán en los principales componentes de la atmósfera, como lo es Venus hoy, aunque no está nada claro si la atmósfera de la Tierra alguna vez se volverá tan espesa. Parte de esa respuesta depende de la cantidad de vulcanismo que todavía está ocurriendo y de la rapidez con la que se desvanece la tectónica de placas. Uno espera que nuestros descendientes hayan optado por ir a Marte para entonces, o incluso más lejos en el sistema solar.

Pero ni siquiera Marte durará como planeta habitable. Una vez que el sol se vuelva gigante, la zona habitable se moverá entre 49 y 70 unidades astronómicas. Neptuno en su órbita actual probablemente se calentaría demasiado para la vida; el lugar para vivir sería Plutón y los demás planetas enanos, cometas y asteroides ricos en hielo en el cinturón de Kuiper.

Un efecto que señalan Schröder y Smith es que las estrellas como el sol pierden masa con el tiempo, principalmente a través del viento solar. Las órbitas de los planetas alrededor del sol se expandirán lentamente. No sucederá lo suficientemente rápido como para salvar la Tierra, pero si Neptuno se aleja lo suficiente, podría convertirse en un hogar para los humanos, con algo de terraformación.

Eventualmente, sin embargo, el hidrógeno en el núcleo externo del sol se agotará.

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