Когда взорвется Солнце?
Один из вопросов, который почти всегда звучит на лекциях по астрономии: когда взорвется Солнце? Точный ответ на него, конечно, дать невозможно. Но что в конце концов произойдет с нашим светилом и Солнечной системой, можно предугадать.
КОСМИЧЕСКАЯ «КОЛЫБЕЛЬ»
Звезды, как и люди, рождаются, живут и умирают. И если рождаются они примерно одинаковым образом, то свой жизненный путь проходят и умирают совершенно по-разному.
Многие современные астрофизические теории сходятся в том, что звезды рождаются из газо-пылевых облаков. Такое облако, называемое «звездной колыбелью», очень большое, в десятки тысяч раз больше нашей Солнечной системы, и очень массивное, в миллионы солнечных масс.
«Звездная колыбель» может миллиарды лет неспешно вращаться вокруг какой-нибудь галактики, пока не произойдет необходимое для начала «родовой деятельности» происшествие. Это может быть столкновение с другой «колыбелью», прохождение через плотный рукав спиральной галактики или ударная волна от взрыва расположенной поблизости сверхновой.
И вот тогда в «звездной колыбели» происходит гравитационный коллапс, то есть стремительное сжатие. Газо-пылевое облако распадается на сгустки, часть которых сохранит облачную структуру, но некоторые, самые «маленькие», массой меньше 100 солнечных, смогут сформировать звезду.
Газ в маленьких сгустках нагревается по мере сжатия и превращается в плотную, вращающуюся вокруг своей оси сферическую протозвезду. Это потрясающе красивый процесс.
ЧТО БУДЕТ ДАЛЬШЕ?
Превратится ли протозвезда в звезду, зависит от того, насколько высокой станет температура в ее ядре. Если температура достигнет примерно десяти миллионов градусов, в ядре начнется термоядерный синтез — превращение водорода в гелий. Внутри новорожденной звезды установится гидростатическое равновесие, дальнейшее сжатие прекратится. Звезда станет стабильной и начнет светиться.
Со временем вокруг звезды смогут образоваться планеты, а на планетах может зародиться жизнь.
Но порой бывает и совсем иначе. Иногда появляются и так называемые «мертворожденные» звезды. Если температура в ядре «не дотягивает» до термоядерного синтеза, звезда становится коричневым карликом и очень быстро, за какие-то десятки миллионов лет, умирает. Гаснет, так и не успев по-настоящему разгореться. К счастью, наше Солнце относится к первой группе, и ему суждена долгая (хотя и не бесконечно долгая) звездная жизнь.
Даже небольшие, по космическим меркам, всплески солнечной активности способны вызывать на Земле магнитные бури и даже выводить из строя технику
«ИНЖЕНЕР» В ГЛУБИНКЕ?
Астрофизики оценивают возраст Солнца в пять миллиардов лет. По аналогии с человеческой жизнью, Солнце уже вышло из поры юности, но и до старости ему еще очень далеко. Самая что ни на есть трудовая пора.
Вот наше светило и трудится не щадя сил, превращая водород в гелий и за счет этого освещая и обогревая мировое пространство и нас с вами.
Надо сказать, что в мировой «звездной иерархии» Солнце занимает положение весьма среднее и по массе своей, и по светимости, и по местоположению. Снова прибегая к человеческой аналогии, можно сказать, что оно работает рядовым инженером на небольшом предприятии где-то в российской глубинке.
(Кстати, насчет глубинки: это довольно точная аналогия, так как Солнечная система располагается между двумя спиральными рукавами галактики Млечный Путь на весьма значительном расстоянии от ее центра — 32 660 световых лет.)
«Звездная иерархия» для астрофизиков — это диаграмма Герцшпрунга — Рассела, устанавливающая зависимость яркости (светимости) звезды от ее цвета и температуры поверхности.
По ней Солнце находится примерно посередине «главной последовательности», на которой располагается большинство известных нам звезд. Обычное, рядовое светило спектрального класса G, не совсем карлик, но и никак уж не гигант.
ПЯТНА НА ЛИЦЕ СВЕТИЛА
Пять миллиардов лет термоядерного синтеза привели к тому, что примерно 40% водорода в недрах Солнца уже превратилось в гелий. Поверхность Солнца медленно, но верно остывает (сейчас температура поверхности составляет около шести тысяч градусов, что в тысячу раз меньше температуры его ядра и в тысячу раз больше температуры самых жарких уголков Земли).
Подобно тому, как кожа на лице человека с возрастом покрывается морщинами, «лицо» Солнца покрывается пятнами. Природа пятен до конца не изучена, предполагается, что это зоны с относительно низкой температурой в фотосфере Солнца и собственными магнитными полями.
Что же произойдет с Солнцем и, соответственно, с Солнечной системой, когда в его недрах выгорит весь водород? Окончит оно свои дни в черном космическом холоде или, наоборот, во вспышке ярчайшего, невообразимого пламени? И, самое главное для нас, ныне живущих, — когда это может произойти?
СТАРОСТЬ И СМЕРТЬ
Успокоим читателя — согласно всем серьезным астрофизическим теориям, произойдет это очень и очень нескоро. За сотни миллионов, а может, и миллиарды лет, отделяющих нас от этого печального момента, человечество, без сомнения, найдет способ спастись. Поэтому все вышеперечисленные вопросы о дальнейшей судьбе Солнца имеют для нас сугубо теоретический, хотя и немалый интерес.
Рассмотрим самые популярные среди астрофизиков сценарии «конца света».
Через миллиард-другой лет Солнце начнет «стареть». Главного термоядерного «топлива» — водорода — в ядре будет оставаться все меньше и меньше, и Солнце из-за нарушения гидростатического равновесия будет сначала увеличиваться в размерах. Из рядового желтого светила оно превратится в красного гиганта размером с орбиту Меркурия.
ЧТО ЖДЕТ ПЛАНЕТЫ
Близкие к Солнцу планеты — Венера, Земля, Марс — превратятся в безводные и безжизненные каменные сферы. Языки солнечной короны будут непрерывно лизать поверхность опустевшей Земли, а ее плазма — тормозить ее вращение, превращая круговую орбиту в спираль.
Возможно, Земля в конце концов упадет на Солнце, возможно — нет, потому что красные гиганты живут очень недолго, всего-навсего каких-то 100-200 миллионов лет. Именно за это время последние атомы водорода превратятся в гелий, термоядерный цикл завершится, покрасневшее, раздувшееся Солнце начнет стремительно сдуваться, падать внутрь себя.
Гравитационный коллапс происходит очень быстро, и меньше чем через несколько месяцев по нашему времяисчислению Солнце превратится в крошечного, размером с Землю, но исключительно яркого из-за своего стремительного сжатия белого карлика.
А еще через сотню миллионов лет белый карлик остынет и станет карликом черныдо, сверхплотным и окончательно «мертвым» космическим объектом, лишь своей массой и гравитацией напоминающим прежнее лучезарное светило.
ДРУГОЙ СЦЕНАРИЙ
Однако все может случиться и по-другому. Как человек иногда умирает до срока от болезни или несчастного случая, так и наше Солнце может не дожить до отмеренного ему возрастного рубежа. Такой трагической случайностью для звезды может стать превращение ее в сверхновую.
Превращение Солнца в сверхновую звезду не слишком вероятно из-за его относительно небольших размеров, но возможно.
Дело в том, что, кроме превращения водорода в гелий, в недрах звезды могут происходить и другие термоядерные реакции. Когда (и если!) накопленная масса гелиевого ядра становится слишком большой, ядро не выдерживает собственного веса и начинает сжиматься, возрастающая при этом температура может вызвать превращение гелия в углерод, углерода — в кислород, кислорода — в кремний, наконец, кремния — в железо.
Естественно, при этом выделяется невероятное, колоссальное количество энергии.
Подобно раковой опухоли, внутри звезды появляется и разрастается новое, железное ядро. Оно будет расти до тех пор, пока все увеличивающаяся гравитация не сломает структуру составляющих его атомов. Электронные оболочки атомов «рухнут» на их ядра, превращая их из протонных в нейтронные.
В миллионы раз уменьшится в размерах и само ядро звезды, между ним и внешними оболочками звезды появится вакуумная прослойка, в которую и упадут эти самые внешние оболочки, разогреваясь до огромной температуры.
Вот только падать будет особенно некуда, потому что нейтронное ядро отразит внешние слои, как ракетка опытного теннисиста — летящий мячик. И тогда отраженные оболочки взорвутся, а звезда превратится в сверхновую звезду.
Если это произойдет с нашим Солнцем, то на протяжении нескольких месяцев оно будет каждую секунду выбрасывать в окружающее пространство столько лучистой энергии, сколько раньше давало за 10 тысяч лет.
И разумные существа, находящиеся на безопасном расстоянии от переставшей существовать Солнечной системы, где-нибудь в туманности Андромеды, будут с интересом наблюдать за новым, украсившим их ночное небо ярко светящимся звездным объектом, указывая друг другу на него пальцами. Или щупальцами.
Впрочем, вполне вероятно, что это будут не просто разумные, но чуждые нам существа, а наши с вами потомки. Потому что и в маловероятном случае превращения Солнца в сверхновую звезду у них будут по меньше мере десятки миллионов лет (а это немало для эволюции!), чтобы подыскать себе подходящие новые миры и добраться до них.
ОНО РАСТВОРИТСЯ?
Недавно ученые выдвинули еще несколько оригинальных гипотез того, как может погибнуть наше светило.
Они утверждают, что ни взрыва сверхновой звезды, ни «обычного остывания» Солнца не будет. Со временем светило будет сбрасывать старую и ставшую ему ненужной газовую оболочку, как змея — кожу.
В конце концов оно превратится в светящееся облако планетарного тумана, которое будет остывать несколько тысяч лет, а со временем просто растворится в космическом пространстве. Планеты Солнечной системы, оставшись без светила, станут непригодными для жизни.
Правда, астрономы так и не могли озвучить, почему Солнце должна ждать иная участь, нежели любые другие светила, которые проходят полный жизненный цикл.
Ну и не будем забывать, что апокалиптические предсказания делались во все времена. Причем озвучивали их весьма серьезные люди. Ближайшая дата гибели Солнца — 2060 год. Ее математическим путем вычислил знаменитый Исаак Ньютон. ‘
Зимой 2017 года ученые с помощью телескопа «Хаббл» зафиксировали на фото процесс образования туманности в результате смерти звезды, похожей на Солнце.
ЛИШЬ МАЛЫЕ ОТГОЛОСКИ
Кстати, даже сейчас, когда до апокалипсиса еще очень далеко, вполне мирное Солнце порой оказывает весьма негативное влияние на все живое на Земле.
Так, норвежские исследователи, начавшие свои изыскания около десяти лет назад, обработали данные приходских книг в районе Тронхейма в период с 1750 по 1900 год. Исследователи сопоставляли данные о продолжительности жизни людей с фазами солнечной активности и пришли к поистине сенсационным выводам.
Люди, появившиеся на свет во время пика солнечной активности, в среднем (без учета несчастных случаев и болезней) жили на 5,2 года меньше, чем те, кто был рожден в годы минимальной активности светила. В сезон солнечного максимума также наблюдалась повышенная детская смертность. Кроме того, в эти годы снижалась рождаемость, а также появлялось на свет больше девочек, которые позже оказывались бесплодными.
Увы, атмосфера не в состоянии полностью поглотить радиацию в период пиков активности. Именно ею обусловлено снижение продолжительности жизни людей, родившихся во время солнечного максимума.
Продолжительность солнечных циклов составляет 9-14 лет. Во время пика активности на поверхности светила бушуют бури, происходят гигантские выбросы плазмы, а астрономы наблюдают темные пятна и вспышки. Наиболее сильным в истории наблюдений принято считать солнечный максимум 1859 года.
Небо на протяжении нескольких недель полыхало, а северное сияние можно было наблюдать даже там, где его никогда раньше не видели. Стоит ли говорить, что именно в 1859 году, согласно исследованиям норвежских ученых, в районе Тронхейма родилось максимальное число людей, проживших очень короткую жизнь, а также бесплодных женщин.
Ольга СТРОГОВА, журнал «Космос. Загадки вселенной», спецвыпуск №15, 2017
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