Эволюция Солнца
Наше Солнце – типичный пример звезды, эволюционировавшей из звездной туманности 4,6 миллиарда лет назад. Но как выглядит рождение и развитие Солнца? Давайте внимательно изучим этапы солнечной эволюции.
Рождение и эволюция Солнца
Солнце и все ближайшие планеты начали свое существование в гигантском облаке молекулярного газа и пыли. Примерно 4,6 миллиарда лет назад это облако под воздействием внешних сил (гравитационного поля ближайших звезд или выброса энергии сверхновой) начало сжиматься. Во время сжатия внутренние силы газа и взаимодействие частиц пыли сформировали участки пространства с большей плотностью материи. Эти скопления позже дадут начало жизни бесчисленного количества звездных систем, в том числе и нашей.
В процессе сжатия скоплений из-за сил взаимодействия частиц наша будущая звезда начала вращаться. Центробежная сила создала большой шар материи в центре и плоский диск из пыли и газа ближе к краю новосозданной системы. Из центрального шара позже образуется Солнце, а из диска – планеты и астероиды. В течение первых ста тысяч лет после сжатия газового облака Солнце было коллапсирующей протозвездой. Это продолжалось пока температура и давление звезды не привели к воспламенению ее центральной части – ядра. С этого момента наша звезда превратилась в светило типа Т Тельца – очень активную звезду с сильным солнечным ветром. Со временем Солнце постепенно стабилизировалось и обрело свою теперешнюю форму. Так началась жизнь нашей ближайшей звезды, но это лишь первый этап эволюции Солнца.
Основной этап эволюции Солнца
Солнце в собственном развитии находится на основном этапе жизни, как и большинство звезд во Вселенной. В ее ядре ежесекундно 600 миллионов тонн водорода превращается в гелий и производится 4*1027 Ватт энергии. Этот процесс в ядре Солнца начался 4,6 миллиарда лет назад и не менялся с тех пор. Но запас гидрогена в звезде не безграничен: горючего светилу хватит еще на 7 миллиардов лет жизни.
Чем больше в звезде накапливается гелия, тем больше сгорает водорода. Следствием этого является больший выход энергии и увеличение яркости свечения. Вы едва ли заметите эти изменения в краткосрочной перспективе, но за последующий миллиард лет Солнце станет ярче на 10%. А это уже не обещает ничего хорошего Земле и другим планетам нашей системы.
Увеличение выхода энергии ядерного синтеза внутри Солнца за миллиард лет приведет к сильному парниковому эффекту на Земле, подобному тому, что происходит сейчас на Венере. Со временем влага, содержащаяся в атмосфере планеты, выветрится усиленным солнечным излучением.
Через 3,5 миллиарда лет Солнце будет ярче уже на 40%, чем сейчас. Температура на поверхности Земли увеличится настолько, что существование на ней жидкой воды станет невозможным. Океаны выкипят, и пар не задержится в атмосфере. Ледники растают, а снег останется лишь мифом давно забытых времен. Все условия для жизни на планете будут уничтожены безжалостным солнечным излучением. Наша голубая планета окончательно превратится в раскаленную высушенную Венеру.
Смерть звезды
Туманность Эскимос как наглядная картинка вероятной смерти нашего Солнца
Ничто не вечно. Это правило справедливо для всего: для нас, для нашего дома – Земли и для Солнца. Хоть конец Солнечной системы и не произойдет завтра и не выпадет на век кого-либо из живущих сегодня, когда-нибудь в далеком будущем звезда израсходует все топливо и отправится в последний путь, к забвению. Как же закончится развитие Солнца?
Примерно через 6 миллиардов лет Солнце израсходует все запасы водорода в ядре. После этого инертный гелий, накопившейся в ядре звезды, станет нестабильным и начнет коллапсировать под собственным весом. Вследствие этого ядро начнет нагреваться и уплотняться. Солнце начнет увеличивать свои размеры, пока не перейдет в стадию красного гиганта. Растущая звезда поглотит Меркурий, Венеру и, наверное, даже Землю. Но даже в случае, если наша планета уцелеет, жар от раскаленной звезды нагреет ее поверхность и превратит в настоящий ад для любой известной органической жизни.
Когда Солнце окончательно сгорит?
Последовательность ядерного синтеза внутри звезд
Смерть любой звезды, находящейся в стадии красного гиганта, не за горами. У Солнца будет еще достаточно температуры и давления, чтобы начать следующий этап ядерного синтеза: из гелия, который в этот раз будет топливом, синтезируется углерод. Этот этап займет около ста миллионов лет – до того момента, когда выгорит весь гелий. В конце оболочка станет нестабильной, и звезда начнет усиленно пульсировать. За весьма короткий промежуток времени эти пульсации выбросят в открытый космос большую часть атмосферы Солнца.
Когда от атмосферы недавнего гиганта ничего не останется, вместо большой и яркой звезды в пространстве повиснет белый карлик – небольшое, размером с Землю, светило из чистого карбона, по массе равное звезде. Алмаз размером с нашу планету будет еще долго светиться тепловым излучением, но этого недостаточно для ядерного синтеза. Со временем он остынет до температуры окружающей среды – пары градусов выше абсолютного нуля.
Так закончится жизнь нашего Солнца – одиноким алмазным постаментом.
Взорвется ли Солнце?
Крабовидная туманность — яркий пример остатка сверхновой
Нет ни одного реалистичного сценария, по которому Солнце бы взорвалось. Хоть нам она и кажется огромной, наша звезда невелика относительно невообразимо больших звезд, которыми полна Вселенная. Даже когда Солнце сжигает весь гидроген, она сначала растет, а потом уменьшается до размера небольшой планеты, медленно остывая триллионы лет.
Для того чтобы звезда взорвалась, ее масса должна значительно превышать массу Солнца. Если бы наша звезда была бы в десяток раз больше, тогда можно было бы говорить о взрыве. Сверхмассивные звезды после расходования водорода и гелия продолжают синтез более тяжелых элементов – вплоть до железа, синтез которого не сопровождается выделением энергии. Тогда внутреннее давление звезды, удерживавшее ее от воздействия гравитационных сил, исчезает, и звезда взрывается, выбрасывая в космос огромное количество энергии.
После взрыва от таких звезд остаются нейтронные звезды, которые быстро вращаются вокруг своей оси, или даже черные дыры.
Помните, масса Солнца слишком мала, чтобы когда-либо взорваться. И этого не произойдет, так что переживать не стоит.
Источник
Происхождение и эволюция солнечной системы
Мы живём в удивительном и разнообразном мире. Он настолько уникален, что порой кажется, как такое возможно. Давайте кратко и понятно разберём происхождение Солнечной системы.
Наша планета Земля вращается вокруг звезды, а, кроме неё еще несколько планет, кометы, спутники. Всё это называется Солнечная система, существует несколько вариантов теории происхождения солнечной системы. Но все они примерно сводятся только к одному, солнечная система образовалась в результате гравитационных сил.
Гравитация — это, конечно, хорошо, но нужен строительный материал. То есть, из чего гравитация «слепила» Солнечную систему – это планеты, спутники, кометы.
Рождение Солнца
Для начала разберёмся каков возраст солнечной системы. По последним научным данным образование солнечной системы началось 4,6 миллиарда лет назад из молекулярного облака. Солнечная система находится в галактики Млечный путь, а образовалась галактика 13,6 миллиарда лет.
Возникает резонный вопрос, а что же было на месте где сейчас находиться Солнечная система.
По последним научным данным, наше Солнце – это звезда второго поколения. Как это, спросите вы? Всё довольно просто.
Звёзды первого поколения принято считать звёзды, которые образовались после Большого взрыва. Они состояли из водорода и гелия.
А наша звезда Солнце – это остатки от звезды первого поколения. То есть, она не «чистая» звезда — в нашем Солнце, кроме водорода и гелия, уже присутствую тяжёлые элементы.
Тяжёлые элементы синтезировались в звезде первого поколения в результате термоядерных реакций.
Звезда первого поколения была очень большая и быстро сжигала своё топливо, водород. В результате она сожгла весь водород и стала сжигать гелий, звезда стала расширяться и превратилась в красного гиганта.
Звезда не могла бесконечно расширяться, произошёл взрыв, и звезда первого поколения сбросила свою оболочку, а сама звезда превратилась сверхновую.
После взрыва, вокруг новой звезды, образовалась молекулярное облако – строительный материал для образования солнечной системы.
Далее, пошли в ход гравитационные силы, из которых стали образовывается планеты, спутники. Вот мы вам примерно и описали как возникла солнечная система.
Конечно, ведутся новые исследования, наука не стоит на месте и теории происхождения солнечной системы будут дополняться или манятся, но нам важно понять основные понятия происхождение солнечной системы.
Протосолнце и протопланеты, нарисовано художником.
Эволюция солнечной системы
Долгое время учёные считали, что солнечная система за все время своего существования практически никак не изменялась. Но последние исследования показали, что эволюция солнечной системы происходила практически постоянно.
Так, стало известно, что солнечная система была компактной, пояс Койпера был расположен значительно ближе к Солнцу. Но, что самое интересное, что в солнечной системе были и другие планеты, по размеру приблизительно как Юпитер. Но давай по отдельности разберёмся и поймём, как происходила эволюция солнечной системы.
Планеты земной группы
Под конец формирования, в солнечной системе было от 50 до 100 протопланет. Напомним вам, что протопланета – это не со совсем сформировавшийся планета, это зародыш планеты, который прошёл процесс внутреннего плавления.
Так вот таких протопланет в солнечной системе было около сотни, они в течение сотни миллионов лет, сталкивались, сливались. В результате получились известные четыре планеты земной группы. Кроме этого, есть версия, что Луна, образовалась от столкновения, когда ещё Земля была протопланетой и, по всей видимости, она столкнулась с аналогичным объектом.
Пояс астероидов
Как известно, между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов. Долгое время считалась, там раньше находилась планета, которая была разрушена. В результате чего и образовался это пояс.
Последние исследования не подтвердили эту гипотезу. Первоначально, эта область имела немало материи для строительства 2 или 3 планет, подобию Земли.
Похоже, на первоначальной стадии всё так и происходило, но относительно близко сформировался газовый гигант Юпитер. Под действием орбитальных сил, многие протопланеты, были выкинуты из пояса. Некоторые, попали во внутреннюю солнечную систему, что помогло формированию планет земной группы, а возможно и Луны планеты Земля. Другие были выкинуты во внешние границы солнечной системы.
Планетная миграция
Согласно гипотезе происхождения солнечной системы, две планеты Уран и Нептун находятся не на своём месте. Где их наблюдают сейчас, они не смогли бы сформироваться. Согласно теории возникновение солнечной системы, Уран и Нептун первоначально, находились рядом с Сатурном и Юпитером.
Под действием протопланет, которые ещё не сформировались в полноценные планеты, так вот под их действием, Сатурн и Юпитер вошли между собой в орбитальный резонанс. Произошло это примерно 4 миллиарда лет назад, напомним, что возраст солнечной системы примерно 4,6 миллиарда лет.
Произошло следующее, Сатурн делал один оборот вокруг Солнца, а Юпитер за то же время делал два оборота. Всё это привело к гравитационному давлению на внешние планеты.
Последствия были таковы, что две планеты Уран и Нептун были выкинуты на дальние границы солнечной системы. По той же причине объясняется происхождение пояс Койпера и Облако Оорта.
Бомбардировка планет
Активная бомбардировка планет происходила, когда происходила миграция планет. Так как многие протопланеты были выдавлена во внешние и внутренние границы солнечной системы, то планеты были подвержены активному метеоритному бомбометанию. До сих пор мы видим последствия на Луне, Меркурии, в виде гигантских кратеров.
Всё это происходило, 4 млрд лет назад. Сейчас такие столкновения очень редкие.
Последнее столкновение произошло в 2009 году, когда на Юпитер упал неизвестный объект. В результате на планете образовалось большое тёмное пятно, размером с Тихим океаном.
Всё это говорит, только об одном, что эволюция солнечной системы продолжается.
Как сформировались спутники планет
Образование спутников происходило по трём основным правилам, это:
- Образование произошло из околопланетного диска.
- Образование после столкновения, по касательной территории.
- Образование или вернее захват объекта.
Наш мир продолжает меняться, и эволюция солнечной системы продолжается. Мы привыкли, что солнечная система не изменится и так как она выглядит сейчас будет существовать вечно, но это не так. Давайте заглянет в будущее.
Будущее солнечной системы
Можно задать такой вопрос, на каком сейчас этапе формирования тел солнечной системы? Солнечная полностью сформирована система и устойчива.
По последним научным данным, солнечная система является стабильной системой. То есть больших изменений в ближайшее время не стоит ждать. Самые большие изменения будут происходить с изменением состояния Солнца.
Солнце
Солнце источник жизни на Земле, но в будущем это и гибель для всего живого на Земле.
Солнце — это огромный источник энергии, энергия требует топливо, для звезды это водород. По мере израсходования водорода, Солнце будет все горячее. Примерно через каждые 1 млрд лет, Солнце будет становиться жарче на 10%.
Чем это грозит земле? Большие изменения уже наступят уже через миллиард лет. Жить на Земле будет практически невозможной, начнутся испаряться океаны. Что приведёт к парниковому эффекту.
Этот процесс будет идти долго и примерно через 3,5 млрд лет жизнь на Земле прекратится. У человечества есть два варианта. Первое закопаться глубоко в Землю или покинуть её.
Уйти глубоко под землю конечно вариант, но жить как кроты мало кому захочется.
Покинуть Землю, вариант получше. Тем более что Марс к тому времени будет отличным прибежищем для человечества. Марс станет благоприятной планетой для проживания.
Но Солнце не остановится и по мере сжигания водорода будет увеличивается в размерах и превратится в красный гигант и произойдёт это пресно через 7,5 млрд лет.
Солнце увеличится в размере в 256 раз от сегодняшнего размера. Меркурий, как первая планета от Солнца будет поглощена, Венера – вторая планета также будет уничтожена Солнцем.
Что же будет с Землёй? К тому времени жить на Земле уже будет невозможно, даже глубоко под землёй. Но вот поглотит ли её Солнце – это вопрос пока остаётся открытым.
Расширения Солнца продолжится, оно расширится ещё в тысячу раз, но потом произойдёт сброс оболочки, которая послужит для образования новых планет или звёзд.
После сбрасывания оболочки Солнце превратится в белого карлика. Вместе с оболочкой звезда потеряет и массу, что ведёт к нарушению гравитационных сил.
Многие планеты могут столкутся между собой или разлетятся в разные стороны. В любом случае орбиты оставшихся планет изменятся кардинально.
Изменения Солнца на белом карлике не остановятся, в дальнейшем наша звезда превратится в чёрного карлика.
После этого солнечная планета станет темной и холодной, жизнь на оставшихся планетах будет невозможна. Это будет конец.
Весь процесс от рождения звезды до смерти займёт 12,5 млрд лет. Как нам известно возраст солнечной системы 4,6 млрд лет, то есть сейчас мы находимся примерно на середине жизненного пути нашей солнечной системы.
Что ждёт человечество
Мы с вами прошли долгий путь от возникновения солнечной системы до заката и рассмотрели различные теории происхождения солнечной системы, но вывод можно сделать один. Жизнь на планете Земля не может существовать вечно, рано или поздно, но человечеству придётся принять решение и покинуть планету.
Некоторое время Марс сможет стать для человека убежищем, но в дальнейшем и он станет непригодным для жизни.
Есть вариант спрятаться глубоко под землю, где возможна жизнь за счёт внутреннего тепла планеты.
Кто знает, как уйдут человеческие технологии в будущем, возможно мы сможем прекратить планету в огромный космический корабль. В котором человек отправится в другие миры, к другим звёздам, где будет воссоздан новый дом и новая солнечная система и история начнётся заново и где будут заново изучать новое происхождение солнечной системы. Но мы этого никогда не узнаем.
Источник