Эволюция солнца: происхождение, строение и стадии
Солнце — это звезда, находящаяся в центре собственной Солнечной системы. Вокруг него вращаются восемь планет, одна из которых — это наш дом, планета Земля. Солнце является той звездой, от которой напрямую зависит наша жизнь и существование, ведь, не будь его, мы бы даже не родились. А если Солнце пропадет (как все-таки прогнозируют наши ученые, это произойдет в далеком будущем, через несколько миллиардов лет), то человечеству, да и всей планете в целом придется очень несладко. Именно поэтому оно на данный момент является самой главной звездой для нас. Одна из самых интригующих и интересных тем, связанных с космосом, — это строение и эволюция Солнца. Именно этот вопрос мы рассмотрим в этой статье.
Как эта звезда родилась?
Эволюция Солнца является очень важным вопросом для нашей жизни. Оно появилось гораздо раньше Земли. Ученые предполагают, что сейчас оно находится на середине своего жизненного цикла, то есть этой звезде уже порядка четырех или пяти миллиардов лет, что очень и очень много. Происхождение и эволюция Солнца тесно переплетаются между собой, ведь зарождение звезды играет важную роль в ее развитии.
Если говорить очень коротко, то Солнце образовалось от большого скопления газовых облаков, пыли и различных веществ. Вещества все накапливались и накапливались, вследствие этого центр данного накопления начал приобретать собственную массу и гравитацию. Затем это распространилось и по всей туманности. Дело дошло до того, что середина всей этой массы, состоящая из водорода, приобретает плотность и начинает затягивать в себя летавшие вокруг газовые облака и частицы пыли. Затем произошла термоядерная реакция, благодаря которой и зажглось наше Солнце. Так, постепенно разрастаясь, данная субстанция преобразовалась в то, что мы сейчас называем звездой.
На данный момент она является одним из главных источников жизни на Земле. Если бы только ее температура увеличилась на несколько процентов, то нас бы уже не существовало. Именно благодаря Солнцу наша планета зародилась и имела идеальные условия для дальнейшего развития.
Характеристики и состав Солнца
Строение и эволюция Солнца взаимосвязаны. Именно по его строению и еще нескольким факторам ученые и определяют то, что произойдет с ним в будущем и как это может повлиять на человечество, животный и растительный мир нашей планеты. Разузнаем немного об этой звезде.
Раньше считалось, что Солнце — обыкновенный желтый карлик, ничего собойне представляющий. Но позже выяснилось, что оно имеет в своем составе множество химических элементов, причем весьма массивных. Если подробно расписывать, из чего состоит наша звезда, можно потратить на это целую статью, так что можно упомянуть об этом лишь вкратце.
Самую весомую часть в составе Солнца играют водород и гелий. Также оно содержит множество других веществ, например, железо с кислородом, никелем и азотом, много других, однако на их долю приходится всего 2% состава.
Поверхностное покрытие этой звезды называется короной. Она очень тонкая, так что ее практически не видно (за исключением тех случаев, когда Солнце темнеет). Корона имеет неровную поверхность. В связи с этим она покрывается дырами. Именно через эти дыры с огромной скоростью просачивается солнечный ветер. Под тонкой оболочкой находится хромосфера, которая в толщину вытянулась на 16 тысяч километров. Именно в этой части звезды происходят различные химические и физические реакции. Тут же и образуется знаменитый солнечный ветер — наплыв вихря энергии, который зачастую является причиной различных процессов на Земле (северные сияния и магнитные бури). А самые мощные бури огня происходят в фотосфере — плотном и не просвечивающем слое. Основная задача газов в данной части — это потребление энергии и света из более нижних слоев. Температура здесь достигает шести тысяч градусов. Место обмена энергии газов — в конвективной зоне. Отсюда газы поднимаются в фотосферу, а затем обратно возвращаются для получения необходимой энергии. А в котле (самом нижнем слое звезды) происходят очень важные и сложные процессы, связанные с протонными термоядерными реакциями. Именно отсюда все Солнце получает свою энергию.
Последовательность эволюции Солнца
Вот мы и подошли к самому главному вопросу нашей статьи. Эволюция солнца — это изменения, происходящие со звездой в процессе ее жизни: начиная от рождения и заканчивая смертью. Ранее говорилось, почему людям важно знать об этом процессе. Сейчас же мы разберем несколько стадий эволюции Солнца по порядку.
Через один миллиард лет
Прогнозируется повышение температуры солнца на один десяток процентов. В связи с этим все живое на нашей планете вымрет. Так что остается надеяться на то, что люди освоят другие галактики к этому времени. Возможно и то, что некоторая жизнь в океане все-таки сможет иметь шанс на существование. Наступит период максимальной температуры звезды за всю ее жизнь.
Через три с половиной миллиардов лет
Яркость Солнца увеличится чуть ли не вдвое. В связи с этим произойдет полное испарение и улетучивание воды в космос, после чего любая земная жизнь не будет иметь и шанса на существование. Земля станет подобна Венере. Далее в процессе эволюции Солнца его энергетический источник начнет постепенно выгорать, покров расширится, а ядро, наоборот, начнет уменьшаться.
Через шесть с половиной миллиардов лет
В центральной точке солнца, где находится источник энергии, запасы водорода до конца истощатся, а гелий начнет собственное сжатие из-за того, что не может существовать в подобных условиях. Частицы водорода продолжают сгорать лишь в короне Солнца. Сама звезда начнет превращаться в сверхгиганта, увеличиваясь в объемах и размере. Яркость постепенно будет повышаться вместе с температурой, что приведет к еще большему расширению.
Через восемь миллиардов лет (крайняя стадия развития Солнца)
Горение водорода запустится по всей звезде. Это когда ее ядро накаляется очень и очень сильно. Солнце совсем сойдет со своей орбиты в процессе расширения от всех вышеперечисленных процессов и будет вправе называться красным гигантом. В этот момент радиус звезды разрастется более чем в 200 раз, а поверхность ее охладится. Земля же не поглотится разгоревшимся Солнцем и отойдет со своей орбиты. Позже она может быть поглощена. Но если этого и не произойдет, то все равно вся вода на планете перейдет в газообразное состояние и улетучится, а атмосфера все-таки будет поглощена сильнейшим солнечным ветром.
Далее на протяжении нескольких миллиардов лет Солнце будет менять свое состояние от красного гиганта до маленького карлика несколько раз. В дальнейшем оно истощится и погаснет окончательно.
Как говорилось ранее, эволюция Солнца очень сильно повлияет на нашу жизнь и существование планеты в целом. Как не очень сложно догадаться, в любом случае это будет очень плохо для Земли. Ведь вследствие своей эволюции звезда разрушит всю цивилизацию, возможно, и вообще поглотит нашу планету.
Делать такие выводы было просто, ведь люди уже знали, что Солнце — это звезда. Эволюция Солнца и звезд того же размера и типа протекает похожим способом. На почве этого и строились, а также подтверждались фактами эти теории. Смерть — неотъемлемая часть жизни любой звезды. И если человечество хочет выжить, то нам придется в будущем вложить все силы в то, чтобы покинуть нашу планету и избежать ее участи.
Источник
Рождение Солнечной системы
Рождение Солнечной системы – одна из главных загадок современной науки. Существует множество разных гипотез на эту тему, но весомых доказательств на данный момент нет ни у одной из них. Чтобы понять, как и когда появилась Солнечная система, требуется досконально изучить ее объекты. Но, чем больше ученые выясняют, тем больше вопросов у них появляется. Разгадка этой тайны позволит узнать больше узнать не только о нашей системе, но и обо всей Вселенной в целом. О самых популярных теориях рождения Солнечной системы вы узнаете в этой статье.
Возраст
Основной гипотезой появления Солнечной системы на данный момент является небулярная модель. Она, конечно же, не единственная, но ее принимает большинство ученых. Согласно этому предположению, наша система появилась из облака газа и пыли.
Первым эту модель предложил, как ни странно, не астроном и физик-теоретик, а известный немецкий философ восемнадцатого века Иммануил Кант. В дальнейшем гипотезу развивали, пытались доказать. И сегодня она считается одной из наиболее правдоподобных.
Рождение Солнечной системы
Согласно Канту, наша звезда и планеты возникли из облака газа в процессе его мощнейшего гравитационного сжатия. Исходя из этой модели, возраст Солнечной системы оценивается в 4,6 миллиарда лет. Процесс формирования Солнца длился около 10 млн лет, а планеты образовывались гораздо быстрее – несколько сотен тысяч лет. Значительно позже появился пояс астероидов и более мелкие объекты.
Появление Солнца
Создание Солнечной системы, согласно небулярной модели, началось с рождения нашей звезды, которая затем обзавелась вокруг себя планетами и другими телами. Как говорит гипотеза Канта, Солнце появилось из-за коллапса облака водорода. Подобные облака называют протозвездными туманностями.
Такая туманность под воздействием гравитации притягивает к себе газ, который скапливается в центре, сжимается и образовывает ядро будущей звезды. Помимо этого, туманность притягивает межзвездную пыль, все это объединяется и формирует орбитальное движение объекта. Затем коллапс водородного облака ослабевает, а газ и пыль начинают вращаться.
Появление Солнца
Чтобы протозвезда наконец начала превращаться в звезду, ее масса должна быть примерно в 80 раз больше массы Юпитера. Набирается этот вес с помощью захвата газа и материи вокруг себя. Когда масса будет набрана, в ядре объекта начнут протекать первые термоядерные реакции. С рождения тела до этого самого момента обычно проходит около ста тысяч лет.
Первая стадия молодой звезды – коричневый карлик. В этой форме она еще совсем мала, поэтому должна продолжать набирать материю. Чтобы достичь примерно такой же массы, как у Солнца, звезде понадобятся еще сотни миллионов лет.
Когда звезда будет полностью сформирована, вокруг нее появится протопланетный диск. К этому времени небесное светило успеет немного остыть, что спровоцирует конденсацию пыли вокруг нее. Мало-помалу из этих частичек сформируются планетезимали – основные составляющие будущих планет.
Появление твердых планет
Твердые небесные тела Солнечной системы также называют планетами внутренней группы. Они находятся в горячей области протопланетного диска, где лед быстро плавится, поэтому эти объекты состоят по большей части из твердых горных пород, устойчивых к высоким температурам.
Появление твердых планет
Планетезимали начинают постепенно обрастать новыми частицами, пока полностью не соберут все доступные им ресурсы. Тогда планеты станут понемногу принимать округлую форму и получать орбиту. Таким образом, появление твердых небесных тел Солнечной системы продолжалось несколько десятков миллионов лет.
Рождение газовых гигантов
Газовые гиганты Солнечной системы рождаются дольше, и весь процесс происходит намного сложнее, чем у твердых планет. В начале они также образуются из планетезималей, но немного других. Так как они формируются в более холодной области протопланетного диска, их планетезимали по большей части состоят изо льда и газа. Таким образом газ собирается пару миллионов лет, пока его запасы вокруг не иссякнут. Газовые гиганты оказывают большое влияние на твердые планеты, так как чем раньше они появились, тем меньше материала остается на формирование таких небесных тел как Земля.
Рождение газовых гигантов
Появление пояса астероидов и спутников планет
В самом конце развития Солнечной системы появился знаменитый пояс астероидов, а затем и спутники планет. Согласно теории, пояс образовался из остатков строительного материала небесных тел нашей системы. А спутники могли появиться разными способами:
- Планеты могли захватить объекты из пояса астероидов с помощью своей гравитации.
- В результате столкновения небесного тела с другим крупным объектом от него мог отколоться кусок, который затем выбросило на орбиту.
- Спутник может начать свое образование вместе с планетой еще на стадии ее формирования.
Появление пояса астероидов и спутников планет
Что будет с нашей звездой дальше
Пока внутри солнечного ядра достаточно водорода, оно будет продолжать светить, как прежде. Когда запасы топлива начнут иссякать (примерно через 5-7 миллиардов лет), звезда станет расширяться, превращаясь в красного гиганта и выделяя все большее количество энергии. В результате этого, температура на Земле поднимется настолько, что ее океаны высохнут. А она сама либо станет похожей на Венеру, либо будет поглощена увеличившимся в размерах Солнцем. Произойдет это не сразу, а в течение нескольких миллиардов лет. Зато Марс к тому времени должен стать вполне пригодной для существования планетой. Правда не на долго.
Растущее Солнце будет поглощать все вокруг себя, пока в нем не начнутся новые термоядерные реакции по преобразованию гелия в углерод. На это тоже уйдут миллионы лет, за которые Солнце выбросит громадное количество звездного вещества в космос, образуя планетарную туманность. Планеты, которые не будут им поглощены, сойдут с орбит, начав хаотичное движение в космосе, а затем будут постепенно остывать и умирать. Постепенно красный гигант остынет и уменьшится, превратившись в белого карлика. Таким образом, Солнечная система закончит свое существование примерно через 8 миллиардов лет.
Растущее Солнце
Другие гипотезы
Небулярная модель, предложенная Кантом, является не единственной гипотезой рождения Солнечной системы. Существуют и другие, например:
- Гипотеза Джинса. Две молодые звезды столкнулись друг с другом, из-за чего произошел огромный выброс материи в космос, из которой затем образовались планеты.
- Гипотеза Лаппаса. Из солнечной атмосферы сформировались газообразные кольца, которые затем сжимались, составляя основу для появления планет.
- Гипотеза Фасенкова. Все планеты Солнечной системы сформировались из газа, выброшенного нашей звездой.
Источник