Что ждет Солнце в будущем?
Солнце – это достаточно молодая звезда, потомок первых сформировавшихся звезд в нашей Вселенной . Текущий возраст Солнца составляет порядка 4,5 млрд лет – согласно главной последовательности, наша звезда находится в самом расцвете сил.
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела представляет собой метод классификации звезд. Главная последовательность в ней – это область диаграммы, где содержаться звезды, источником энергии которых является термоядерная реакция синтеза гелия из водорода. На главной последовательности находится абсолютное большинство звезд, как и наше Солнце.
Согласно ей, звезда с массой равной солнечой будет существовать на протяжении 10 млрд лет на главной последовательности. Сейчас на Солнце около 4 тонн вещества каждую секунду превращается в энергию. Но по мере того, как наше светило тратит свои запасы в таком огромном количестве, оно становится всё горячее и горячее, что увеличивает его светимость, хоть и медленно, но неуклонно.
Возраст: 5,6 млрд лет
Увеличение светимости приведет к тому, что через 1,1 млрд лет наша звезда будет ярче на 11% , чем сейчас. А что это будет значить для Земли? Такое увеличение яркости приведет к полному исчезновению жизни на нашей планете – останутся только организмы, приспособившиеся к жизни на глубинах океанов и морей. А само Солнце достигнет пика своей температуры на поверхности за всю свою жизнь.
Возраст: 8 млрд лет
Когда Солнцу исполнится 8 млрд лет, его яркость увеличится еще на 40%. Тогда уже даже жизнь на дне океана прекратить свое существование, а Земля станет копией нынешней Венеры : без воды, с атмосферой, состоящей практически только из углекислого газа, и невероятно жарким «климатом».
Возраст: 10,9 млрд лет
К возрасту 10,9 млрд лет, водород в ядре Солнца кончится, а гелий, который успел образоваться из него, станет сжиматься и уплотняться.
Это поспособствует тому, что радиус звезды увеличится в 1,5 раза , а светимость (за счет горения остатков водорода на тонком внешнем слое ядра) будет в 2 раза больше нынешней. На протяжении последующих
500 млн лет Солнце увеличит свой радиус в два раза, и в конце концов превратится в субгиганта .
Субгигант – бывшая звезда главной последовательности, в ядре которой иссякло водородное топливо и началось горение водорода в оборочке ядра, без горения гелия. Самый известный субгигант – самая яркая звезда созвездия Малого Пса и 8 по яркости звезда на ночном небе Процион .
Возраст: 12,2 млрд лет
Когда Солнце достигнет возраста 12,2 млрд лет , его ядро разогреется настолько сильно, что начнет гореть водород в окружающей его оболочке. Это приведет к колоссальному расширению, радиус Солнца увеличится
в невероятные 256 раз . На этом этапе наша звезда впервые покинет главную последовательность, став красным гигантом.
Красный гигант – звезда поздних спектральных классов (классификация звезд по спектру излучения) с высокой светимостью и огромной внешней оболочкой. Примерами красных гигантов служат звезды Альбедаран , Арктур и Гакрукс – одни из ярчайших на ночном небе.
Внешние слои Солнца достигнут текущей орбиты Земли, поглотив при этом Меркурий и Венеру . Но скорее всего, нашей планете удастся избежать участи этих двух несчастных. К этому моменту, Солнце потеряет треть своей массы, а это приведет к снижению силы гравитационного притяжения, из-за чего Земля сможет «убежать» подальше от расширяющейся звезды.
Жизнь звезды после
Красным гигантом Солнце пробудет порядком 100-120 млн лет. Массы Солнца не хватит для того, чтобы закончить свою эволюцию взрывом сверхновой (как не хватит и для того, чтобы стать после взрыва нейтронной звездой или черной дырой) . Этот период жизни Солнца будет сопровождаться мощными вспышками, такими, что светимость будет превышать нынешнюю в 5200 раз! Из-за одной из мощнейшей такой вспышки, внешняя оболочка звезды будет сорвана, и из нее образуется планетарная туманность.
Планетарная туманность – астрономический объект, состоящий из ионизированной газовой оболочки и звезды в центре (обычно, белый карлик). Планетарная туманность будет существовать в таком виде в течение нескольких десятков тысяч лет. В настоящее время в Млечном Пути насчитывается около 1500 планетарных туманностей.
Из ядра Солнца образуется белый карлик – очень горячий и плотный объект, по размерам схож с Землей . В начале белый карлик будет ярче нынешнего Солнца в 3500 раз , но постепенно, в течение последующих нескольких миллиардов лет остывать и угасать.
Источник
Во что превратится наше Солнце
Во что превратится Солнце, наше дневное светило.
Спешу успокоить моих читателей, завтра, через год и даже через сто лет конца света не случится, можно расслабиться и просто почитать данную статью…
Как известно, во Вселенной нет ничего вечного, кроме самой Вселенной, всё течёт, всё изменяется. Не являются исключением и звёзды, в том числе и наше Солнце. Когда-нибудь и оно станет совсем другим, нежели сейчас.
Итак, что мы знаем о нашем дневном светиле?
Это скромная жёлтая, сравнительно холодная звезда, которую у учёных-астрономов принято называть жёлтым карликом из-за её небольших размеров, таких звёзд в нашей Галактике великое множество, он и составляют основную массу её населения. И тем не менее, не смотря на всю её «карликовость», 99,8% массы Солнечной системы сосредоточены именно в Солнце. И даже такие гиганты, как Юпитер и Сатурн всего лишь песчинки на его фоне. Температура на поверхности нашего дневного светила составляет примерно 5500 кельвинов, а вот внутри, где идут термоядерные реакции превращения водорода в гелий, они достигают аж 17 млн. градусов при колоссальном давлении примерно в 10 миллиардов атмосфер.
При этом, не теряя основных свойств обычного газа, вещество в центре Солнца в десятки раз тяжелее платины (его плотность близка к 100 г /см3). Гореть нашему Солнцу ещё очень долго, ведь за срок своего существования оно израсходовало не более 27% запасов водорода. Так что можем расслабиться и дальше получать удовольствие, продолжая нежиться под его тёплыми лучами. Как минимум у Солнца хватит запасов ядерного топлива для беспроблемного существования в течение ближайших 5 млрд. лет…
Хотя таких звёзд как Солнце, в космосе очень много, у нашего светила есть всё же некоторые особенности, оно ( а вместе с ним и остальные тела Солнечной системы) содержит аномально большое количество золота и урана, что говорит скорее всего о том, что своему рождению оно обязано парочке космических катастроф — когда-то давно, 5-6 миллиардов лет тому назад, произошёл мощный взрыв сверхновой звезды, которая и породила все те тяжёлые химические элементы, из которых имеем честь состоять даже мы с вами. Представляете себе, что вы когда-то были в пекле термоядерного взрыва и имели температуру в сотни миллионов градусов? Я так с трудом!
Что же там внутри?
Ядро составляет приблизительно 2 % от всего объёма звезды, его плотность в 15 раз больше плотности свинца и включает практически половину солнечной массы. Фотоны, которые зарождаются в зоне, где идут термоядерные реакции, не идут напрямую наружу. Выходя из ядра, они попадают в зону лучистого переноса, которая находится на расстояниях примерно от 0,2-до 0,7 радиуса Солнца, где передача лучистой энергии осуществляется путём поглощения и повторного излучения фотонов. И такое путешествие у света может занимать миллионы лет. В среднем этот срок составляет около 170 тысяч лет.
Ещё выше размещается конвективная зона. Ближе к поверхности Солнца температуры и плотности вещества уже недостаточно для полного переноса энергии путём переизлучения. Возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности (фотосфере) совершается преимущественно движениями самого вещества. С одной стороны, вещество фотосферы, охлаждаясь на поверхности, погружается вглубь конвективной зоны. С другой стороны, вещество в нижней части получает излучение из зоны лучевого переноса и поднимается наверх, причём оба процесса идут со значительной скоростью. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а подповерхностный слой Солнца толщиной примерно 200 000 км, где она происходит, — конвективной зоной. По мере приближения к поверхности температура падает в среднем до 5800 К, а плотность газа до менее 1/1000 плотности земного воздуха.
А дальше идёт фотосфера, слой, который и излучает свет, который мы наблюдаем. Он более горячий и имеет температуру в 35 тыс. кельвинов. Ещё выше находится хромофера с температурой до 2 млн. градусов, иногда ещё горячее, в отдельных случаях она может достигать 20 млн. К. Поскольку температура короны очень велика, она интенсивно излучает в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах а так же служит источником солнечного ветра, который достигает Земли, приводя в смятение её магнитосферу.
И так наша звезда живёт изо дня в день, иногда меняя свою активность с различными циклами, наиболее широкой публике из них известен 11летний. (иногда он считается как 22 летний).
Но со временем, примерно через 6-6,5 миллиардов лет, когда солнечный водород выгорит, звезда начнёт сжиматься и в ней загорится гелий. Солнце начнет сильно увеличиваться в размерах и звезда поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, даже Землю. Но даже в случае, если наша планета уцелеет, жар нагреет ее поверхность до такой степени, что испепелит её поверхность. Солнце превратится в красного гиганта. Почему в «красного»? По тому, что раздувшаяся оболочка звезды будет заметно холоднее солнечной, которая обеспечивает золотисто-жёлтый оттенок, и приобретёт интенсивно красный цвет. На этом этапе жизни гелий, полученный в результате первого этапа жизни, начнёт превращаться в углерод с выделением энергии. Правда такой этап на фоне срока жизни Солнца совсем не долог, он едва ли будет длиться больше 100 млн. лет, затем звезда начнёт пульсировать и в итоге сбросит свою внешнюю оболочку.
Когда от атмосферы красного гиганта ничего не останется, вместо большой и яркой красной звезды воображаемые наблюдатели обнаружат белый карлик – небольшое, размером с Землю, космическое тело из чистого углерода, по массе равное звезде, чрезвычайно плотное и горячее.
Белые карлики представляют собой очень компактные звёзды с массами, сравнимыми с массой Солнца, но с радиусами в сотню раз меньшими, соответственно и очень не высокой светимостью. Средняя плотность материи в белых карликов почти в миллион раз выше плотности звёзд главной последовательности. По распространённости белые карлики составляют, по разным оценкам, 3—10 % звёздного населения нашей Галактики.
В итоге образуется алмаз размером с нашу планету и будет еще долго светиться тепловым излучением, но ядерного синтеза в теле звезды уже никогда не будет. Со временем такое экс-Солнце полностью остынет до температуры окружающей среды – пары градусов выше абсолютного нуля. Белый карлик превратится в чёрный — холодный очень плотный кусок углерода. Снаружи скорее всего будет чистая сажа и графит, а внутри, как уже говорилось, чистейший алмаз весом в триллионы триллионов каратов.
И всё же тем, кого такая перспектив напугала, советую не огорчаться, случится это очень не скоро, а если уж очень зацепило, то можно просто выпить за здоровье нашего светила!
Источник
Во что превратится Солнце через миллиарды лет?
Солнце – это то, что сопровождает нашу жизнь на Земле уже несколько миллиардов лет. Нам кажется, что оно было, есть и будет всегда. Действительно, по земным меркам миллиарды лет выглядят примерно как вечность. Но по космическим масштабам это не столь большой срок, и Солнце, как и любая звезда, рано или поздно умрет. Как это произойдет, что останется от светила и во что оно превратится?
В настоящее время эволюция звезд изучена достаточно хорошо. Своему рождению любая звезда обязана водороду, который содержится в межзвездных облаках, которые могут достигать огромных размеров – в десятки и даже сотни световых лет при массе, превышающей солнечную в сотни тысяч раз. Если в каком-то участке облака плотность водорода чуть возросла (например, из-за того, что не так далеко взорвалась сверхновая), то облако может начать сжиматься под действием гравитационных сил этого участка – процесс запущен!
Таким образом, главным фактором появления будущей звезды является гравитационная неустойчивость молекулярного облака.
Межзвездные газ и пыль, вращаясь, начинают стягиваться в центр этого плотного образования, и образуют так называемый аккреционный диск, внутренние слои которого с течением времени падают на зарождающуюся звезду. Весь этот процесс сопровождается сильным нагревом вещества и увеличением давления. Процесс становится равновесным в тот момент, когда высокая температура газа создает достаточное давление, чтобы противостоять дальнейшему гравитационному коллапсу.
Так образуется протозвезда, и так когда-то начало образовываться Солнце. Когда же внутри протозвезды благодаря всё повышающейся температуре запускаются термоядерные реакции, которые становятся единственным источником энергии, то она превращается в звезду (кстати, в Солнце ежесекундно сгорает около 4 миллионов тонн вещества). А остатки вещества, которым повезло быть не поглощенными звездой, превращаются в планеты и астероиды – для превращения в звезду им не хватило массы.
Это очень упрощенное объяснение, в котором не берется в расчет множество нюансов. Но в целом этот процесс идет именно так. И 90% своей жизни звезда пребывает в этом состоянии, сжигая водород и синтезируя гелий.
К концу жизни у звезды количество водорода остается небольшое, а гелия в ядре – много. И сценарий дальнейшего умирания звезды сильно зависит от того, какую массу она имеет. Наше Солнце постепенно становится всё горячее. Через миллиард лет оно будет горячее на 11%, чем сегодня – и уже это повлечет возможную гибель всего живого на планете из-за активного испарения воды и глобального парникового эффекта.
Через 3,5 миллиарда лет Солнце станет горячее на 40%. Воды на нашей планете уже не останется, жизнь станет невозможна в любом ее проявлении. Внешняя оболочка Солнца начнет активно расти. Через 6,5 миллиардов лет водород в ядре окончательно закончится и гореть будут только остатки водорода в оболочке Солнца. Давление в ядре станет меньше, и оно под действием гравитации начнет сжиматься, оболочка же, наоборот, будет неуклонно расти из-за горения водорода в ней.
Через 8 миллиардов лет Солнце, расширяясь, начнет активно превращаться в красного гиганта, внешняя граница которого достигнет орбиты Земли. Но в сверхновую Солнце не превратится из-за не столь большой массы. Еще через пару миллиардов лет внешняя оболочка нашей звезды будет сорвана и превращена в планетарную туманность – облако ионизированного газа вокруг оставшегося от Солнца ядра, ставшего белым карликом.
Этот белый карлик будет иметь высокую температуру и плотность при размерах, сравнимых с Землей. И на протяжении десятков миллиардов лет он будет постепенно остывать, пока не превратится в абсолютно холодное и безжизненное тело – черный карлик. И это всё, что останется от Солнца, подарившего некогда жизнь нашей планете.
Источник