¿Cuántos años puede sobrevivir la Tierra?
El Sol se formó hace aproximadamente 4.570 millones de años dentro de una nube colapsada de moléculas de hidrógeno. El tiempo de formación del Sol se mide de dos maneras: la edad actual del Sol en la secuencia principal, confirmada mediante modelos informáticos de evolución estelar y nucleosíntesis primordial, es de aproximadamente 4,57 mil millones de años. Esto concuerda con el método de datación radiactiva de que el material más antiguo del Sol tiene 4.567 millones de años. El Sol ha alcanzado la mediana edad en su etapa de evolución de secuencia principal, y la fusión nuclear en esta etapa es la fusión de hidrógeno en helio en el núcleo. Cada segundo, más de 4 millones de toneladas métricas de materia se convierten en energía en el núcleo del Sol, produciendo neutrinos y radiación solar. A este ritmo, hasta ahora el Sol ha convertido aproximadamente 100 masas terrestres de materia en energía, y el tiempo total que ha pasado en la secuencia principal es de aproximadamente 10 mil millones de años.
El Sol no tiene suficiente masa para explotar como una supernova. En cambio, entrará en la etapa de gigante roja en unos 5 mil millones de años. Sus capas externas se expandirán hacia afuera mientras que el hidrógeno y el helio en el núcleo lo harán. Calienta el núcleo mientras se queman juntos. Cuando la temperatura central alcance 1 billón de K, comenzará la fusión del helio y se quemará para producir carbono, entrando en la etapa de rama gigante asintótica.
El destino de la Tierra es incierto. Cuando el Sol se convierta en una gigante roja, el radio del Sol se expandirá más allá de la órbita actual de la Tierra, 1 unidad astronómica (149.597.870.691 metros), 250 veces su tamaño actual. Sin embargo, cuando el Sol se convierte en una estrella ramificada gigante asintótica, ha perdido aproximadamente el 30% de su masa debido a los vientos estelares, por lo que la órbita de la Tierra se mueve hacia afuera. Si ese fuera el caso, la Tierra podría salvarse, pero una nueva investigación sugiere que la Tierra podría ser tragada por el Sol debido a las interacciones de las mareas. Pero incluso si la Tierra puede escapar al destino de ser quemada por el sol, el agua de la Tierra seguirá hirviendo y la mayor parte del gas escapará al espacio. Aunque el Sol todavía se encuentra en su etapa actual de la secuencia principal, su luminosidad todavía está aumentando lentamente (un 10% cada mil millones de años) y la temperatura de su superficie también está aumentando lentamente. La luminosidad del sol era relativamente tenue en el pasado, lo que puede explicar por qué la vida no apareció en la tierra hasta hace mil millones de años. Si la temperatura del Sol aumenta a este ritmo, en los próximos mil millones de años, la Tierra puede calentarse demasiado, de modo que ya no pueda existir agua en estado líquido en la superficie de la Tierra, y toda la vida en la Tierra se convertirá en extinguido.
Tras la etapa de gigante roja, un intenso movimiento térmico hará que el gas de las capas exteriores del sol escape y forme una nebulosa planetaria. Una vez eliminadas las capas externas, lo único que queda es el núcleo caliente de la estrella, que se enfriará y atenuará gradualmente a lo largo de miles de millones de años como una enana blanca. Esto es típico de la evolución de estrellas de masa baja e intermedia.