¿Cómo morirá el Sol?

Como todas las estrellas, la existencia de nuestro Sol pasa por un ciclo de vida. En un principio existió una nube de polvo y gas; esa nube colapsó hacia adentro por su propia fuerza de gravedad. Poco a poco, la nube empezó a expandirse y aplanarse, al mismo tiempo que en el centró se reunió la mayoría de su materia. En ese centro nació nuestro Sol hace unos 4.6 miles de millones de años (mma) y de la materia que había a su alrededor, los planetas. Este concepto se toca con mayor detalle en una entrada anterior: ¿Por qué todos los planetas orbitan de la misma manera?.

El Sol es una bola incandescente de hidrógeno y helio. Cada segundo genera 4×10^27 watts de energía al convertir 600 millones de toneladas de hidrógeno en helio en su núcleo. Sin embargo, no tiene una cantidad ilimitada de estos elementos. En unos 1.2 mma a partir de hoy, el Sol empezará a cambiar. El cambio será casi imperceptible, pero para el final de este periodo, su producción de energía habrá aumentado en un 10%.

Un Sol más brillante es una mala noticia para la Tierra. El calor adicional creará un efecto de invernadero como el que existe en Venus y que hace que sea el planeta más caliente del Sistema Solar. Nuestra atmósfera desaparecerá en la medida que su vapor de agua se evapora y escapa hacia el espacio. En 3.5 mma, el Sol será 40% más brillante de lo que es hoy: la temperatura promedio subirá de 20°C a 75°. Los glaciares y océanos se evaporarán hacia el espacio también, y la vida en la Tierra será imposible de sostener. El planeta se convertirá en un mundo seco y caliente, muy parecido a lo que hoy es Venus.

En los siguientes 5 a 8 mma más, al Sol se le acabará el hidrógeno casi por completo, mientras que tendrá demasiado helio en abundancia, que se volverá inestable al colapsar bajo su propio peso. El núcleo del Sol se volverá más denso y más caliente al mismo tiempo que nuestra estrella aumentará su tamaño en 1.5 veces y brillará más del doble de lo que lo hace hoy.

En unos 11 a 12 mma, el Sol expulsará más de 1/4 de la materia de su superficie. Con una estrella más pequeña que ejerza una fuerza de gravedad menor, las órbitas de los planetas cambiarán. Venus estará tan lejos del Sol como la Tierra lo está hoy, y la Tierra se alejará todavía más.

Con el tiempo, el Sol se convertirá en una gigante roja al crecer casi 166 veces más del tamaño que tiene hoy; será tan grande que llegará prácticamente hasta la órbita que la Tierra tiene hoy. Los planetas Mercurio y Venus invariablemente serán devorados por el fuego de esta gigante roja. Las montañas de nuestro planeta se derretirán y fluirán como ríos de lava ardiente. Un Sol tan descomunal ocupará más de la mitad del cielo.

Si bien esto significaría el fin de los planetas interiores de nuestro sistema planetario, nuevos cambios llegarán a mundos más distantes. Las capas glaciares de Europa, una luna de Saturno, se derretirán bajo la nueva calidez del Sol gigante…

…y Plutón disfrutará la luz y el calor de un Sol que aparecerá en su cielo todavía más grande de lo que alguna vez lo hizo en el de la Tierra.

Para cuando el Sol alcance su tamaño máximo como gigante roja, el núcleo de helio alcanzará una temperatura de 38 millones de grados. Ese calor es suficiente para activar la fusión del helio, lo que hará que el Sol reduzca su tamaño al mismo tiempo que producirá carbono y oxígeno. Cuando estos dos elementos se acumulen lo suficiente en el núcleo de nuestra estrella, harán que incremente su tamaño al doble. En este momento, las reservas de helio se agotarán y el carbono y oxígeno colapsarán.

Sin más combustible, el Sol se acerca al principio de su fin. Mientras las últimas trazas de helio e hidrógeno se extinguen, el Sol crecerá en 180 veces el tamaño que tiene hoy y será miles de veces más brillante. Casi la mitad de su materia será expulsada hacia el espacio exterior. Un Sol menos denso hará que Venus y la Tierra, que para este punto no son más que carbón quemado, se alejen todavía más.

La frágil cáscara de helio que envuelve al carbono y oxígeno se volverá inestable. El Sol empezará a pulsar violentamente, como la sirena de una patrulla. Cada vez que pulse, arrojará más materia al espacio hasta que quede expuesto su núcleo, que será del tamaño de la Tierra. Esta esfera será extremadamente caliente, pero será un calor residual: poco a poco su temperatura irá descendiendo hasta ser muy fría.

Desde el carbón extinguido en que se habrá convertido la Tierra, la enana blanca en que se transformará nuestro Sol se verá así:

Fuentes:
io9 (2013). What the Death of the Sun Will Look Like.
Universe Today (2012). Life of the Sun.