Что будет, если Солнце погаснет
Солнце, как и любая другая звезда, представляет собой газовый шар, который состоит в основном из водорода и гелия (73% и 25% соответственно). Средняя плотность Солнца намного меньше Земли и лишь немного превышает среднюю плотность воды – это значение составляет 1.4 кг на кубический метр. Что будет если Солнце погаснет?
Общие сведения о Солнце и его прошлое
Наше Солнце является источником жизни на Земле. Для сравнения тепловой поток из недр Земли примерно в 5 тысяч раз меньше, чем величина солнечной постоянной (количество энергии которое получает в среднем квадратный метр земной поверхности).
Материалы по теме
Наблюдения за Солнцем в режиме реального времени
Звезда Солнечной Системы находится в 270 тысяч раз ближе к Земле по сравнению со второй ближайшей звездой к нам (Проксима Центавра). Источником энергии на Солнце являются термоядерные реакции слияния ядер более легких химических элементов в ядра более тяжелых химических элементов. Под действием термоядерных реакций каждую секунду на Солнце происходит преобразование 600 миллионов тонн водорода в гелий. Согласно знаменитой формуле Эйнштейна E=mс 2 каждую секунду масса Солнца уменьшается примерно на 4 миллионов тонн. Для сравнения на Земле за год добывается около 4 миллиардов тонн нефти, 7 миллиардов тонн угля и 3 миллиардов тонн железной руды.
Солнце является звездой второго поколения. Это означает, что вещество Солнца было изначально обогащено более тяжелыми элементами, которые образовались в недрах других умерших звезд. При этом химический состав Солнца не является уникальным: известны звезды, у которых содержание тяжелых элементов во много раз превышают показатели Солнца.
По современным оценкам Солнечная система с Солнцем родились около 4.5 миллиардов лет назад в сравнительно малочисленном звездном скоплении, которое состояло лишь из нескольких сотен или тысяч звезд. В связи с этим поиск родственников нашего Солнца является крайне сложной задачей (изучение параметров нескольких миллионов звезд смогло выявить лишь несколько кандидатов в такие родственники).
Наша звезда является “середнячком“ среди звездного населения Млечного Пути, она относится к желтым карликам главной последовательности. К примеру, у красных карликов звездная масса на порядок меньше, чем у нашего Солнца, а светимость в тысячи раз слабее. Напротив, у звезд-сверхгигантов масса превышает солнечную в сотни раз, а их светимость может быть эквивалентна нескольким миллионам “солнц”.
Материалы по теме
Почему светит Солнце?
После своего рождения Солнце проходило непрерывную эволюцию. Сегодня, мы знаем о прошлом Солнца благодаря изучению молодых звезд похожих на Солнце (звезд солнечного типа). Для молодых звезд характерно быстрое вращение, частые вспышки и пониженная светимость. Одной из причин пониженной светимости молодых звезд являются плотные протопланетные газопылевые облака, которые приводят к ослаблению светимости Солнца для земного наблюдателя. Другой причиной пониженной светимости Солнца в прошлом является тот факт, что термоядерные реакции легких химических элементов происходят при более низких температурах по сравнению с термоядерными реакциями более тяжелых химических элементов (к примеру, кислорода или железа). Доказательством пониженной светимости древнего Солнца являются свидетельства продолжительных ледниковых периодов в прошлом Земли. Так согласно теории “Snowball Earth” (“Земля-снежок”) 630-850 миллионов лет назад ледники полностью покрывали нашу планету (от полюсов до экватора).
Эволюция Солнца и грядущая гибель Солнечной Системы
По мере “взросления” Солнца происходит рост его светимости вместе с повышением температуры ядра, увеличением его размеров и замедлением вращения вокруг оси (сейчас период вращения Солнца составляет около 25 суток). Кроме того, как говорилось выше, уменьшается и масса Солнца вместе с его средней плотностью. Согласно астрофизическим моделям рост светимости Солнца приведет к тому, что через 1.1 миллиард лет, произойдет испарение всех земных океанов (средняя температура на поверхности Земли в этот момент составит около 57 градусов Цельсия, сейчас она близка к 14 градусам Цельсия). Через 3.5 миллиардов лет температура поверхности Земли сравняется с нынешней температурой поверхности Венеры (около 500 градусов Цельсия).
Теоретическое превращение нашей прекрасной планеты в ад
Дальнейший процесс расширения атмосферы Солнца ознаменует его превращение в красный гигант примерно через 5.4 миллиардов лет. Через порядка 8 миллиардов лет светимость Солнца достигнет максимума и она в 5 тысяч раз превысит нынешнюю светимость. При этом радиус Солнца сравняется с размером нынешней земной орбиты (сейчас диаметр Солнца составляет около миллиона километров, а диаметр земной орбиты примерно 300 миллионов километров). С другой стороны процесс раздувания Солнца будет приводить к снижению температуры поверхности нашей звезды с нынешних 7 тысяч градусов Цельсия до примерно 3 тысяч градусов Цельсия. Судьба Земли и даже соседней Венеры в этом случае остаётся неопределенной.
Прогноз изменений радиуса Солнца в будущем (иллюстрация из журнала “Наука и жизнь” за май 2018 года)
Одни теоретики считают, что Земля будет поглощена солнечной атмосферой, другие считают, что по причине изменений в гравитационном поле Солнечной Системы (разбухание Солнца может привести к смещению центра тяжести нашей планетной системы) Земля может перейти на более высокую орбиту и тем самым избежать поглощения Солнцем. Похожая неопределенность существует и для Венеры.
В маловероятном случае выброса планеты Земля в межзвездное пространство до момента полного испарения океанов существует даже теоретическая вероятность сохранения на ней простейших микроорганизмов. Расчеты показывают, что на блуждающей планете массой с нашу Землю теоретически возможно существование подледного океана под панцирем льда толщиной около 10 км (как известно глубина Марианской впадины достигает 11 км). Другие теоретики рассматривают возможность искусственного удаления орбиты Земли на безопасное расстояние от Солнца (к примеру, через изменение периода вращения Земли с помощью различных технических средств наподобие реактивных двигателей).
Новые аспекты в теме внеземной жизни в связи со смертью Солнца
На примере других звезд мы знаем, что за стадией красного гиганта следует стадия сброса его оболочки, и образование планетарной туманности с белым карликом внутри. Процесс сброса оболочки приведет к дальнейшей дестабилизации гравитационного поля Солнечной Системы, что повлечет за собой сильное смещение орбит всех планет нашей системы, а также астероидов и комет. В ходе этой дестабилизации одни тела могут столкнуться с Солнцем, с другими объектами Солнечной Системы или быть выброшенными за пределы Солнечной Системы в межзвездное пространство. Нынешние поиски транзитных планет у белых карликов подтверждают эти предположения. Так вблизи белых карликов практически не наблюдаются крупные планетоподобные объекты (все современные находки в этой области ограничены лишь объектами размерами с Цереру или меньше).
Прогнозирование динамики изменения радиуса зоны обитаемости у Солнца во время стадии красного гиганта с течением времени
Интересным вопросом является тема расширения зоны обитаемости Солнца во время стадии красного гиганта. Как говорилось выше, во время этой стадии светимость Солнца превысит нынешнюю примерно в 5 тысяч раз. В результате этого произойдет расплавление поверхностного льда на крупных шарообразных телах периферии Солнечной Системы: к примеру, на спутниках Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна (за исключением Тритона, который по прогнозам должен быть разрушен приливными силами Нептуна через 3.6 миллиардов лет). Теоретически этот процесс может привести даже к появлению сложной (многоклеточной) жизни на этих телах (в настоящее время рассматривается вопрос наличия жизни в подледных океанах Европы, Энцелада и т.д.). Более того, не исключено образование океанов, состоящих из жидкой воды и на более отдаленных объектах Солнечной Системы – крупнейших объектах пояса Койпера (Плутон, Эрида, Хаумеа, Макемаке, Кваовар и т.д.).
Изучение планетарных туманностей – новые горизонты знаний о будущем Солнечной Системы
Планетарная туманность “Вороний глаз” с белым карликом внутри хорошо иллюстрирует будущее Солнечной Системы
Интересным направлением в последние годы стало изучение остаточных туманностей, которые образуются во время финальных стадий эволюции звезд. Так наблюдение Крабовидной туманности привело к обнаружению у них множества небольших сгущений (т.н. “globulletes”). Оцениваемая масса этих сгущений примерно соответствует массе нашей планеты, их наблюдаемое количество в туманности достигает нескольких десятков или сотен.
Предполагается, что данные сгущения являются зародышами блуждающих планет и коричневых карликов
Вышеприведенные слайды взяты из видеозаписи семинара НКЦ SETI “Планеты-кочевники и малые (субпланетные) тела в Галактике”.
С другой стороны можно предположить, что наблюдаемые сгущения наоборот являются следствием разрушения крупных оортоидов или небольших блуждающих планет в облаках горячего газа расширяющейся туманности. Аналогичные процессы должны происходить и в планетарных туманностях (газ в таких туманностях нагрет до примерно 10 тысяч Кельвинов). Сгущения в планетарных туманностях называются “cometary knots”, их типичная масса сравнима с массой Земли при размере с Солнечную систему при внешней границе по орбите Нептуна.
Оцениваемая масса типичной планетарной туманности составляет около одной десятой массы Солнца, а её примерное время жизни порядка 10 тысяч лет. Для сравнения суммарная масса планет Солнечной Системы примерно в тысячу раз меньше массы Солнца: тем самым в планетарной туманности находится объем строительного материала, которого может хватить для образования примерно ста Юпитеров. Типичная скорость расширения планетарных туманностей составляет 20-40 км в секунду, что незначительно превышает третью космическую скорость в Солнечной Системе (16 км в секунду).
‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Что будет, если Солнце погаснет» title=»Что будет, если Солнце погаснет»>
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник
10 событий, которые произойдут при гибели нашего Солнца
То, что жизненный цикл нашей звезды, Солнца, однажды подойдет к своему концу, – общеизвестный факт. По предположениям ученых, этот цикл составляет около 10 миллиардов лет. Текущий возраст нашего светила приближается к отметке в 5 миллиардов лет. Это подводит к очень интересному и важному вопросу: что именно произойдет, когда Солнце достигнет своего предела? Все начнется с того, что со временем звезда переработает весь свой водород в гелий. После этого оно начнет умирать. К счастью для нас, произойдет это еще очень нескоро.
Солнце не такое доброе, каким может показаться.
Активность парниковых газов
Парниковых газов в атмосфере слишком много.
Одна из первых вещей, которая случится после того, как Солнце выработает весь свой водород, – оно станет гораздо ярче. Чем ярче будет становиться звезда, тем больше солнечной энергии будет получать наша планета. Газы, содержащиеся в нашей атмосфере, такие как углекислый газ, метан и оксид азота, работают как покрывало, защищая нашу планету от излишнего тепла звезды и позволяя поддерживать на ней жизнь. Так как Солнце будет работать фактически сверхурочно, этим газам придется сдерживать больший объем энергии. На Земле станет очень жарко, вода на ней начнет испаряться и образовывать плотные облака в атмосфере.
Эти облака некоторое время будут защищать Землю от возросшего радиоактивного излучения. Однако после какого-то времени тепла на планете накопится слишком много, и океаны начнут в буквальном смысле закипать. С этого момента жизнь на Земле существовать не сможет. Если к этому моменту мы еще не погибнем, то в конечном итоге обязательно умрем от недостатка воды и очень сильного тепла.
Расширение Солнца
Солнце может поглотить все вокруг.
Солнце не только станет ярче, но и существенно увеличится в размерах. Как только звезда израсходует все свое топливо для термоядерной реакции, она перейдет в другую фазу жизненного цикла. Станет красным гигантом. Несмотря на увеличенный размер, фактическая температура звезд, находящихся в фазе красных гигантов, ниже, чем у других звезд – всего 2000-3000 градусов Цельсия. На первый взгляд может показаться, что это много, но это если не учитывать нынешнюю температуру Солнца, которая может варьироваться от 5000 до 9000 градусов Цельсия.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
Несмотря на то, что именно такая судьба ожидает наше светило, не всегда то же самое происходит и с другими звездами. Более компактные, например, которые называют красными карликами, настолько слабые, что когда они израсходуют все свое топливо, то просто потухают. Правда, сам жизненный цикл таких звезд длится гораздо дольше, чем у других видов. С другой стороны, синие и белые гиганты могут быть настолько большими, что способны выжигать более тяжелые химические элементы до тех пор, пока в конечном итоге не развивают твердое железное ядро. После этого они коллапсируют в сверхновые.
Сужение Солнца
Такое маленькое Солнце
На этом изменения Солнца не закончатся. Когда звезда сожжет весь гелий, она не сможет сделать то же самое с углеродом и в конечном итоге сожмется до белого карлика. В этой фазе светило станет гораздо меньше в размерах по сравнению с изначальным видом.
Белые карлики обладают гораздо меньшим запасом энергии, но при этом имеют очень большую продолжительность жизненного цикла. Звезды этого типа продолжат свое существование в такой форме в течение следующих миллиардов лет, пока в итоге не превратятся в так называемые черные карлики. Ученые не могут определенно сказать, сколько времени займет этот процесс, потому что Вселенная еще не настолько старая, чтобы появились хотя бы первые черные карлики!
Изменение орбиты Земли
Изменение орбиты точно не пойдет Земле на пользу
Очевидно, что к тому времени, когда наше Солнце умрет, все на Земле уже погибнет, но это не означает, что планета остановится. Когда звезда достигнет фазы красного гиганта, то она расширится как минимум на три четверти расстояния до Земли.
Возможно, вы подумали, что Земля в таком случае выгорит до основания. Но на удивление все будет совсем не так. С расширением Солнца и его приближением к нашей планете гравитационные силы Земли и других соседних планет ослабнут. Это ослабление приведет к тому, что планеты отдалятся от Солнца и займут более безопасные орбиты. Для Меркурия и Венеры судьба будет гораздо печальнее – их просто сожрут. Конечно же, на нашей планете к этому времени все жизненные формы исчезнут, поэтому такой «побег» планеты будет фактически бессмысленным.
На других планетах может появиться жизнь
Тут может появиться жизнь.
Как уже отмечалось выше, к тому моменту, как Солнце превратится в красного гиганта, жизнь на Земле исчезнет, но ведь это не исключает возможности того, что она сможет появиться где-то еще. Юпитер и Сатурн – две гигантские планеты с множеством спутников, которые могут стать обитаемыми.
Такие спутники, как Европа и Ганимед, представляются наиболее подходящими. Да, сейчас они полностью покрыты льдом (на Европе так вообще имеется подповерхностный океан, если верить отчетам астрономов), но с увеличением размера Солнца увеличится и область воздействия его света, который может растопить этот лед, создав тем самым среду, подходящую для существования знакомых нам форм жизни.
Гибель Солнца будет сопровождаться более значимым галактическим событием
Странные явление будут сопровождать глобальный коллапс.
Разумеется, это событие не будет вызвано гибелью нашего Солнца, но будет происходить одновременно вместе с ним. Млечный Путь и Андромеда двигаются по направлению друг к другу со скоростью 402 000 километров в час. Обе галактики встретятся именно тогда, когда жизнь нашей звезды подойдет к своему завершению. Столкновение неизбежно. Событие столкновения таких гигантских космических структур, конечно, может пугать, но в реальности нашу Солнечную систему, включая само Солнце, это событие не затронет, и они будут в порядке.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Правда, в порядке все будет лишь до того момента, пока звезда не решит завершить свой жизненный цикл. Ее фазный переход продолжится и после того, как на основе двух галактик появится одна новая. Если получится так, что каким-то образом жизнь где бы то ни было в нашей системе сохранится, то можно лишь предположить, какая поразительная картина сталкивающихся газов и звезд будет видна для нее на ночном небе.
Изменение температуры на внешних границах Солнечной системы
Могут оттаять некоторые планеты
Мы уже говорили, что Солнце станет больше и ярче в какой-то момент процесса своей гибели. Это приведет к тому, что более близко расположенные к нему планеты превратятся в выжженные пустоши, но что будет с планетами и карликовыми планетами, которые сейчас «мерзнут» вдалеке?
Возьмем, к примеру, Плутон. Прямо сейчас температура на этой карликовой планете варьируется от -233 до -223 градусов Цельсия. Но как только радиус Солнца увеличится, Плутон, как и другие дальние планеты и космические тела, сможет получать от него тепло. Маловероятно, что в результате этого на этих планетах может появиться жизнь, так как для этого одного тепла будет недостаточно, но на них станет действительно гораздо теплее.
Правда, все изменится, когда Солнце превратится в белого карлика. Но по крайней мере к тому моменту внешние границы Солнечной системы тоже хотя бы раз смогут почувствовать тепло нашей звезды.
Люди на Земле точно не выживут
Жизни на Земле точно не останется.
Возможно, жизнь к моменту гибели Солнца появится где-то еще, но на Земле ее дни будут сочтены безоговорочно. К сожалению, все то, над чем мы работали и строили, будет уничтожено вместе со смертью нашей звезды. Поверхность планеты станет настолько горячей, что жить на ней будет невозможно. Даже если мы каким-то образом создадим некую технологию защиты от экстремальных температур, то мы все равно вряд ли сможем вырастить что-то в качестве еды, впрочем, и доступа к воде у нас тоже не будет. Абсолютно все, что необходимо для выживания, перестанет существовать.
Вообще, в какой-то степени странно представлять, что к этому моменту уже абсолютно все утратит свой смысл. Именно поэтому остается лишь надеяться, что где-то еще жизнь сможет начать все сначала. Очень маловероятно, что она будет выглядеть или хотя бы походить на человеческую расу. А если она и будет обладать похожими особенностями, то потребуется как минимум еще несколько миллиардов лет для того, чтобы жизненные формы развились хотя бы до нашего уровня сегодня.
Астероиды покинут нашу систему
У нас больше не будет астероидов.
Все мы уже привыкли к тому, что в нашей Солнечной системе находится множество различных астероидов. Но все они при гибели Солнца и перехода в фазу белого карлика тоже столкнутся с серьезной проблемой. К этому моменту Юпитер и другие дальние планеты уже изменят свои орбиты из-за радикальных изменений, связанных с нашим светилом. Так как Юпитер обладает огромной массой, то центром массы в системе, скорее всего, станет именно он. Он обладает очень мощной гравитационной силой. Ее вполне хватит для того, чтобы изменить орбиты астероидов, а некоторые из них и вовсе выкинуть на пределы Солнечной системы. Эти космические булыжники также могут быть брошены в сторону белого карлика или просто перемолоты гравитационными изменениями в пыль.
Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.
Ученые способны делать такие предсказания благодаря наблюдению за уже существующими белыми карликовыми звездами. Несмотря на то, что нужно выяснить еще множество особенностей по поводу Солнца, когда оно войдет в эту фазу, ученые отметили, что области вокруг белых карликов содержат множество пыли. Это, скорее всего, является прямым доказательством того, что раньше возле звезды могли находиться некие твердые космические тела, которые с гибелью своих звезд превратились в то, что и увидели астрономы.
Еще один шанс для людей
Надо строить такую штуку и сваливать., пока не поздно.
Сложно пытаться предсказать, какого уровня технологий мы сможем достичь в будущем, но довольно интересно представить такие возможности. Мы уже вплотную подобрались к тому, чтобы увидеть на дорогах общественного пользования самоуправляемые автомобили и другие футуристичные средства передвижения. Возможно, к тому моменту, когда все пойдет для нашей Солнечной системы очень плохо, мы уже сможем разработать способы путешествия на дальние космические расстояния. Нам уже известны места, которые могли бы быть обитаемыми, поэтому, когда придет время, мы могли бы туда наведаться. Вполне возможно, к тому моменту наша раса уже сможет превратиться в межпланетный вид и заселит множество других солнечных систем.
Сегодняшние новости говорят о подготовке NASA к полету на Марс. Многие другие компании, как частные, так и государственные, тоже выражают желание стать первыми колонизаторами Красной планеты. Если такая миссия действительно получится, то для человеческого будущего это станет настоящей революцией. Конечно же, полет на Марс и его заселение будут не такими масштабными, как это могло бы быть с заселением другой галактики или хотя бы солнечной системы, но, как говорил в свое время Нил Армстронг, «Это маленький шаг для человека и огромный скачок для всего человечества».
Нам остается лишь надеяться, что мы сможем избежать катастрофических событий до того момента, как у нас появится шанс заняться колонизацией Вселенной. Большинство того, что находится «там», нам остается неизвестным. Даже наши телескопы пока недостаточно мощны, чтобы разглядеть особенности тех или иных планет в других системах. В большинстве случаев все делается на базе предсказаний и анализа данных. Мы пока не знаем всех масштабов Вселенной, как и масштабов всех наших возможностей. Но даже если гибель Солнца сейчас может представляться для нас как гибель всего того живого, что нам известно, на самом деле это может быть не так. Единственное, что нам известно или по крайней мере очень хотелось бы на это надеяться, что наши умы смогут отправить нас во Вселенную гораздо дальше, чем мы можем сейчас себе представить.
Источник