Учёные рассказали, как и когда погибнет Солнечная система
Солнечная система неизбежно погибнет, заявляют учёные.
Иллюстрация NASA.
Через несколько миллиардов лет Солнце превратится в белый карлик, окружённый туманностью из выброшенного вещества.
Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.
Астрономы рассчитали, когда разрушится Солнечная система. Оказалось, что до этого печального события ещё 30 миллиардов лет. (Впрочем, наша планета погибнет гораздо раньше.)
Сценарий грядущей катастрофы изложен в научной статье, опубликованной в издании Astronomical Journal.
Когда Солнца не станет
Солнечной системе около 4,5 миллиарда лет отроду (к слову, жизнь на Земле ненамного младше). Однако ничто не вечно не только под Луной, но и вообще во Вселенной.
Солнце постепенно увеличивает яркость, и уже через 1,1 миллиарда лет наша планета станет слишком жаркой для жизни. А примерно в пятимиллиардном году нашей эры светило превратится в красный гигант. Оно сильно раздуется, буквально проглотив Меркурий, Венеру и Землю.
В качестве красного гиганта Солнце просуществует ещё около миллиарда лет. Всё это время внешние слои звезды будут постепенно улетучиваться в космос. Таким образом она потеряет примерно половину нынешней массы.
К этому времени термоядерное топливо полностью закончится, и Солнце станет белым карликом. В нём уже не будет происходить никаких термоядерных реакций, так что светило будет постепенно остывать.
Через десять миллиардов лет после превращения нашей звезды в белый карлик она остынет настолько, что перестанет излучать свет (хотя ещё долго будет испускать инфракрасное излучение). Таково будущее Солнца.
Время покидать гнездо
Но что же станет с планетами? Ответ на этот вопрос и искали авторы нового исследования.
Они сосредоточились на будущем гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Меркурий, Венера и Земля, напомним, погибнут ещё на стадии превращения Солнца в красный гигант. Марс выживет, но авторы пренебрегли им. Дело в том, что гравитация Красной планеты, которая вдесятеро легче Земли, не окажет никакого влияния на судьбу соседей по Солнечной системе.
Итак, что же произойдёт с планетами-гигантами? После того как Солнце потеряет половину массы, их орбиты станут более широкими. При этом Юпитер и Сатурн попадут в так называемый резонанс 5:2. То есть Юпитер будет совершать пять оборотов вокруг остывающей звезды, пока Сатурн делает два. Из-за этого две планеты будут регулярно проходить на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга и сильно влиять друг на друга своей гравитацией.
Такая конфигурация уязвима перед тяготением пролетающих мимо Солнечной системы звёзд. Под влиянием таких рандеву новые орбиты через некоторое время потеряют устойчивость. Впрочем, «некоторое время» займёт около 30 миллиардов лет (это примерно два текущих возраста Вселенной).
Из-за наступившей нестабильности в последующие 10 миллиардов лет Солнечную систему покинут все планеты-гиганты, кроме одной (какая именно выживет – дело случая). Они превратятся в миры-изгои, летящие сквозь Галактику.
Осиротевший гигант будет обращаться вокруг несветящегося Солнца ещё примерно 50 миллиардов лет. После этого к остаткам Солнечной системы необычно близко подойдёт соседняя звезда, отправив в путешествие без возврата и последнюю планету из «большой четвёрки».
Если к тому времени что-нибудь случится и с Марсом, то на этом существование Солнечной системы можно будет считать окончательно завершённым.
Разумеется, человечество вряд ли застанет все эти печальные события. Ведь типичный срок существования биологического вида составляет от одного до десяти миллионов лет. За это время вид либо вымирает, либо настолько эволюционирует, что его приходится считать уже другим видом.
Если же через миллиарды лет в Солнечной системе всё ещё будет существовать некий разум, то вряд ли мы сейчас можем представить себе его могущество. Возможно, угасание светила и разлёт планет не станет для него такой уж неразрешимой проблемой.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали об искусственном интеллекте, предсказывающем планетным системам жизнь или смерть. Писали мы и о том, что Солнечная система могла образоваться удивительно быстро.
Источник
Какой конец ждет Солнечную систему?
Потребовалось 13,8 миллиарда лет космической эволюции, чтобы мы оказались здесь. Поколения звезд должны были жить и умереть, чтобы создать тяжелые элементы; крошечные протогалактики должны были слиться, чтобы образовался Млечный Путь; облака межзвездного газа должны были коллапсировать и сформировать новые звезды с твердыми планетами; сложная неорганическая и органическая химия должны были подружиться на одном из таких новых миров; биологическая эволюция — и природные катаклизмы — должны были пойти по одному из извилистых путей, чтобы в конечном итоге всего несколько тысяч лет назад появились люди.
Уровень одиночества в космосе зашкаливает.
Когда исчезнет галактика
За последние 12 000 лет или около того мы создали сельское хозяйство, науку, страны и всю современную цивилизацию, которые нам известны сегодня. Это увлекательное путешествие, которое преобразовало наш мир и, благодаря космической программе человечества, преобразует нашу Солнечную систему.
Но мир, которым мы наслаждаемся сегодня, независимо от того, что делаем, не будет существовать вечно и наше Солнце рано или поздно погаснет. Ряд земных событий должны изменить положение вещей в нашем мире и сделать Землю совершенно неузнаваемой для всех, кто сегодня живет. Примерно через 60 000 лет Солнце и звезды передвинутся и наши современные созвездия исчезнут с лица неба. Еще через 100 000 лет мы, вероятно, попадем в новый ледниковый период по причинам, которые мало связаны с деятельностью человека. И прежде чем пройдет еще миллион лет, земные вулканы навсегда изменят ландшафт Земли.
Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.
Но все это мелочь по сравнению с тем, что Вселенная готовит для нас. Чуть меньше чем через четыре миллиарда лет галактика Андромеды (и, возможно, галактика Треугольник) объединится с нашей галактикой Млечный Путь, сильно изменив структуру галактики и вид ночного неба. Сейчас она в 2,5 миллионах световых лет от нас и движется со скорость 43 км/с, а значит первое столкновение произойдет через 3,8 миллиарда лет, а уже через 5,5 миллиардов лет слияние будет завершено. Гравитация приведет к тому, что вся местная группа галактик объединится с нашей в одну гигантскую эллиптическую галактику Млекомеда. На больших космических масштабах все другие галактики продолжат удаляться прочь от нас, пока не исчезнут из нашего поля зрения совершенно — примерно через 100 миллиардов лет.
Вот такие снимки Млечного Пути и Андромеды.
Когда погаснет Солнце
Все это время наша Солнечная система будет оставаться в полном порядке, разве что выглядеть будет иначе. Солнце будет продолжать нагреваться по мере старения, пока через 1-2 миллиарда лет не положит конец жизни на Земле, вскипятив океаны нашей планеты. Еще через 5-7 миллиардов в ядре Солнца закончится ядерной топливо, и наша родная звезда станет красным гигантом, поглотив Меркурий и Венеру в этом процессе. Из-за особенной звездной эволюции, система Земля — Луна, вероятно, будет вытолкнута прочь и ей повезет избежать огненной судьбы наших внутренних соседей.
После того, как Солнце дожжет оставшееся ядерное топливо — в основном, гелий — его внешние слои раздуются в планетарную туманность, а ядро будет сжиматься, пока не станет белым карликом. Такова конечная судьба почти всех звезд в нашей Вселенной. Но планеты все еще будут здесь, вращаться вокруг нашего холодного, тусклого остатка звезды еще 9,5 миллиардов лет (если считать с текущего момента).
Все это время Земля будет продолжать вращаться вокруг Солнца, а Луна — оказывать на нее гравитационную тягу, что вызовет крутящий момент. Поэтому Луна будет уходить дальше от Земли, при этом замедляя вращение Земли. Это замедление будет практически неощутимым; вращение Земли будет замедляться на какие-то 1,4 миллисекунды за сотню лет. Но по прошествии 50 миллиардов лет орбитальный период Луны будет составлять 47 дней (сейчас — 27,3 дня), а наши 24-часовые сутки должны будут замедлиться, чтобы соответствовать этому: сутки станут длиннее в 47 раз через 50 миллиардов лет. К тому моменту Земля и Луна станут приливно заблокированными, то есть Луна будет всегда появляться в одном и том же месте на небе.
Могут ли погаснуть все звезды
Поскольку образование звезд продолжится, умирающие звезды будут сбрасывать свое топливо в межзвездное пространство и неудавшиеся звезды будут сливаться воедино. При этом количество материала для изготовления звезд будет ограничено. Даже самый долгоживущие звезды будут существовать каких-то 100 триллионов лет (10 14 ), а спустя квадриллион лет (10 15 ) формирования звезд иссякнет полностью. Лишь случайные столкновения или слияния между неудавшимися звездами или их остатками будут подсвечивать нашу галактику; в остальном процесс будет ввергать ее в холод и тьму. Наконец, белые карликовые звезды станут черными, когда остынут и испустят свою энергию. Да, это займет много времени (порядка 10 16 лет), в миллион раз больше текущего возраста Вселенной. Атомы все еще будут, но их температура будет чуть выше абсолютного нуля. Вот тогда-то ночное небо будет действительно темным и черным, без какого-либо видимого света, поскольку все звезды прекратят свое существование. Во всяком случае в нашей местной группе галактик.
Солнце может сжечь что угодно.
Сколько времени потребовалось бы нашему черному карлику (который когда-то был нашим Солнцем), чтобы встретить другого, слиться с ним и оживить его? Между нами, Андромедой и остальной частью местной группы порядка триллиона звезд и звездных останков. В этой хаотической системе обычная система звезд может долго-долго ни с чем и ни с кем не сталкиваться, но ведь у нас есть время. Через 10 21 лет черный карлик в центре нашей Солнечной системы случайным образом столкнется с другим черным карликом, породит взрыв сверхновой типа Iа и уничтожит то, что осталось от нашей Солнечной системы.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Такой будет конечная судьба многих звезд нашей местной группы, но не всех и даже, наверное, не нашей. Есть другой процесс, который будет более эффективным, а значит и более вероятным для нас: гравитационное выталкивание из местной группы вследствие процесса насильственной релаксации. При наличии нескольких тел на гравитационно хаотичной орбите, одно из них однажды выбрасывается, оставляя другие более тесно связанными. Это происходит в шаровых скоплениях с течением времени и объясняет, почему они настолько компактны, а также почему существует так много слившихся воедино старых звезд в ядрах этих древних реликтов.
В космосе все не так просто.
Будет ли космос существовать всегда
Гравитационный выброс происходит примерно в 100 раз чаще случайного слияния, а значит наша звезда и остальные связанные планеты, вероятно, будут выброшены в бездну уже пустого пространства примерно через 10 19 лет. Но ничто не вечно, даже космос. Каждая орбита — даже гравитационные орбиты в общей теории относительности — медленно распадаются со временем. Может потребоваться очень много времени, возможно, 10 150 лет, но в конечном итоге орбиты Земли развалятся и она устремится по спирали к центральной массе нашей Солнечной системы. Такой будет наша судьба, если нас выбросит.
В космосе многое красиво, но все опасно.
Но если мы остаемся в гигантской галактике, в которую превратится Млекомеда, нам не суждено оказаться в черной дыре в центре галактике. Чтобы это произошло, потребуется 10 200 лет, но черные дыры столько не живут. Они медленно испаряются в виде излучения Хокинга. Благодаря этому распаду, даже самые массивные черные дыры во Вселенной будут жить не больше 10 100 лет, а черная дыра солнечной массы — каких-то 10 67 лет.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
После распада черной дыры останется только темная материя, а значит, Земля устремится к черному карлику, который однажды был нашим Солнцем. Вне зависимости от того, сколько раз наш мир мог оказаться и оказывался в огне, наша конечная судьба — замерзнуть в холодной, пустой Вселенной. Все пройдет. И это тоже.
Источник
Что будет с Солнечной системой, когда умрет Солнце?
Наше Солнце находится в середине жизненного пути — ему около 4.5 миллиардов лет. За это время успело произойти очень многое: образовалась Земля, на ней появилась жизнь, которая несколько раз была на волосок от гибели из-за массовых вымираний. Временами планета была действительно водным миром, а когда-то по огромным просторам суши гуляли динозавры.
До смерти нашего Солнца еще далеко — примерно 4,5 миллиарда лет, плюс-минус. Скорее всего, человечество как биологический вид его не застанет: есть далеко не нулевой шанс, что мы так или иначе последуем путем динозавров. В любом случае, сейчас для нас сроки больше нескольких тысячелетий сравнимы с бесконечностью, но все же есть чисто научный интерес: когда Солнце умрет, что станет с нашей Солнечной системой?
Проблемы с нашим светилом начнутся еще на моменте его старения. Сейчас оно получает энергию из ядерного синтеза водорода. Результат этой реакции — гелий — остается в ядре и продолжает там накапливаться. Из-за того, что гелия становится все больше, Солнцу становится все труднее производить энергию, и для поддержания ядерных реакций звезде нужно или поднимать температуру, или увеличивать давление.
Но так как количество вещества за пределами ядра практически не меняется, то и давление также остается неизменным. Так что Солнцу, чтобы продолжать производить энергию, приходится повышать температуру ядерных реакций — а это, разумеется, заставляет сильнее греться его ядро. Все это означает, что с возрастом наше светило становится все ярче.
Да, как бы странно это ни звучало, динозавры наблюдали более тусклое Солнце, чем мы видим сегодня, и «всего» через несколько сотен миллионов лет из-за нагрева последнего Земля станет слишком горячей, чтобы мы смогли на ней комфортно жить. Наша атмосфера исчезнет. Наши океаны испарятся. На какое-то время наша планета станет похожа на Венеру с ее безудержным парниковым эффектом и плотной удушающей атмосферой из углекислого газа.
Думаете, это конец? Увы, дальше будет только хуже.
На заключительных стадиях синтеза водорода, когда в ядре его останется совсем мало, наше Солнце начнет набухать и раздуваться, искажаясь и краснея. Гигантское красное Солнце скорее всего поглотит Меркурий и Венеру. С Землей вопрос спорный — наше светило может и не расшириться на 150 миллионов километров. Но все еще если увеличившаяся атмосфера Солнца действительно достигнет нашей планеты, Земля растворится в ней менее чем за сутки.
Но даже если расширение Солнца прекратится до нашей планеты, Земля все равно потеряет свой первоначальный вид. Крайне высокие температуры и мощный солнечный ветер будут достаточно интенсивными, чтобы испарить горные породы, не оставив после себя ничего, кроме плотного железного ядра нашей планеты.
Внешние планеты также едва ли оценят горячее гостеприимство большого Солнца. Кольца Сатурна почти полностью состоят из водяного льда, и наше светило в будущем их растопит, превратив эту красивую планету в аналог Юпитера. Это же относится и к различным ледяным мирам, вращающимся вокруг этих гигантов. Европа, Энцелад и остальные спутники потеряют свои ледяные оболочки — от них останутся лишь каменистые ядра, или же они вообще развалятся на части.
Также повышенная солнечная радиация поразит четыре внешние планеты, частично сдув с них атмосферы. Но по мере того, как Солнце продолжит увеличиваться в размерах, некоторые из внешних «щупалец» его атмосферы могут найти путь к газовым гигантам, будучи притянутыми гравитацией. Питаясь этим материалом, внешние планеты могут стать даже больше, чем сейчас.
Но и это еще не конец. На заключительной стадии агонии Солнце будет многократно расширяться и сжиматься, пульсируя таким образом миллионы лет. С точки зрения гравитации, это не самая стабильная ситуация. Искаженное Солнце будет притягивать и отталкивать внешние планеты, отправляя их по запутанным орбитам, потенциально втягивая в свои смертельные объятия или полностью выталкивая из системы.
Возможный конец Земли.
В течение этих нестабильных нескольких сотен миллионов лет самые отдаленные части нашей Солнечной системы будут относительно неплохим местом, чтобы называть их новым домом. При таком большом количестве тепла и света, исходящих от гигантского красного Солнца, обитаемая зона — область вокруг звезды, где температуры как раз подходят для существования жидкой воды — сместится наружу.
Как мы предположили выше, сначала луны внешних планет будут таять, теряя свои ледяные оболочки и потенциально превращяя их в океаны с жидкой водой на своей поверхности. В конце концов, объекты пояса Койпера, включая Плутон и его меньших собратьев, также потеряют свой лед. Самые большие из них могут превратиться в мини-Земли, вращающиеся вокруг далекого искаженного красного Солнца.
Но в итоге, после длительной агонии, наше Солнце сдастся, сбросив с себя внешнюю атмосферу в серии вспышек, которые оставят после себя лишь ядро звезды: раскаленный добела кусок углерода и кислорода. Этот белый карлик изначально будет крайне горячим, да и к тому же испускающим рентгеновское излучение, которое может нанести серьезный ущерб жизни, какой мы ее знаем. Но через миллиард лет или около того Солнце успокоится, температуры снизятся, и наша звезда будет существовать в таком практически неизменном виде многие миллиарды лет.
Рядом с этим тусклым белым карликом появится новая обитаемая зона, но поскольку новое Солнце будет достаточно прохладным, эта зона будет невероятно близка к нему — намного ближе, чем Меркурий вращается вокруг нашего светила сегодня. На таком расстоянии любая планета (или планетарное ядро) будет уязвима для приливных сил — красивый способ показать, как гравитация белого карлика может разорвать планету в клочья.
Вот таким не самым веселым будет конец нашей Солнечной системы, но скорее всего нас это не коснется.
Источник