Hoe komen wetenschappers aan een jaartal?

Sterren die hun energie ontlenen aan de fusie van waterstof tot helium in hun centrum noemen we hoofdreekssterren. Volgens de Hertzsprung-Russelldiagram is onze zon een middelgrote hoofdreeksster, een zogenoemde gele dwerg.

Voor een gele dwerg geldt dat als het waterstof in de kern van de ster is omgezet naar helium, de nucleaire reacties in de kern stoppen met omzetten van materie naar energie. Dit komt omdat we dan voorbij het 'breakevenpoint' zitten tussen de druk naar buiten door nucleaire reacties en de zwaartekracht naar binnen. De stralingsdruk door de kernfusie neemt dan af en de gravitatie zorgt ervoor dat de kern instort.

Op dit moment zit er 35,5% waterstof in de kern van de zon. Over 3 miljard jaar is dat nog maar 12,7% en over 5 miljard jaar is dat 0.

In een laag rond de kern waar nog niet alle waterstof is omgezet gaat de kernfusie verder. Door de snelle compressie is de temperatuur in deze lagen veel hoger dan in de oorspronkelijke kern, waardoor de straling met een factor 1000 tot 10 000 toeneemt. Door de toegenomen stralingsdruk gaat de buitenste schil van de Zon enorm uitzetten. De straal neemt toe met een factor 250. Het oppervlak van de Zon wordt groter ten opzichte van de stralingsintensiteit waardoor de temperatuur van de fotosfeer afneemt en de golflengte van het licht naar het rode gedeelte van het spectrum verschuift, vandaar Rode reus.

De Zon neemt dan inderdaad toe tot een bol met een straal van 174 miljoen km en slokt daarmee de planeten Mercurius en Venus op. Deze straal is tot buiten de tegenwoordige aardbaan. Tegen die tijd zou de Aarde wel verder van de Zon kunnen zijn dan nu door de toegenomen stralingsdruk, maar door getijdeneffecten kan de aardbaan juist weer krimpen zodat niet zeker is of de Aarde daadwerkelijk wordt opgeslokt door de Zon.

Indien de Aarde niet opgeslokt wordt zal ze toch opwarmen tot een bol lava, waar elke vorm van leven onmogelijk is.