Будущее солнца
Солнце, обретя после бурной юности относительную стабильность, получает энергию в результате ядерного синтеза. Ежесекундно примерно 700 млн тонн атомов водорода сливаются в топке солнечного ядра, чтобы стать ядрами более тяжелого элемента – гелия. В этом процессе около 4 млн тонн вещества преобразуется в энергию.
К счастью, Солнце настолько огромно, что это – лишь мельчайшая крупица его общего энергетического запаса. Хотя за миллиарды лет этот запас медленно, но необратимо расходуется. По самым точным прогнозам, Солнце стабильно сияет приблизительно 5 млрд лет и, вероятно, ему хватит водорода, чтобы так же светить еще 5 млрд лет.
Однажды ресурс израсходуется, и начнется неизбежный процесс трансформации, который со временем приведет Солнце к гибели.
РОСТ ДО ГИГАНТА
На первой стадии этого процесса яркость Солнца неожиданно вырастет в тысячу раз в результате поисков дополнительных ресурсов питания. Начнет снижаться давление, поддерживаемое реакциями синтеза в ядре, и верхние слои Солнца опадут внутрь под действием собственной силы тяжести, сжимаясь и нагревая зону вокруг ядра до температур и давления, достаточно высоких, чтобы запустить горение водорода в оболочке.
С прекращением горения водорода в ядре центр Солнца начнет разрушаться под собственным весом, а поддерживать солнечное сияние будет оболочка сгорания водорода. Сжимающееся ядро станет значительно горячее, что повысит температуру и скорость реакций в оболочке сгорания водорода. В результате этого Солнце станет ярче. В то же время повышение давления от потока излучения звезды на ее внешние слои будет способствовать тому, что слои, лежащие выше оболочки сгорания водорода, будут раздуваться.
За миллиарды лет диаметр Солнца увеличится в 250 раз, поглотив орбиты Меркурия, Венеры и, вероятно, Земли. Несмотря на повышение яркости, увеличение площади поверхности приведет к тому, что количество энергии, излучаемой каждым квадратным метром, уменьшится. В результате температура поверхности Солнца упадет до 3000 °С, а его цвет из желтого станет красным. Так наша звезда превратится в красного гиганта.
Даже если внешние слои Солнца расширятся, его выгоревшее ядро с гелием, синтезированным из водорода, будет продолжать сжиматься, становясь плотнее и горячее. Со временем условия станут такими экстремальными (температура – примерно 100 млн °С), что ядра гелия начнут сливаться, образуя более тяжелые ядра, такие как углерод и кислород.
При гелиевой вспышке реакции синтеза стремительно распространятся по ядру, воспламеняя сердце Солнца. Повышение давления и излучения от центра приведут к тому, что оболочка сгорания водорода станет менее плотной, а количество ядерных реакций снизится настолько, что, несмотря на два источника питания, Солнце станет менее ярким. Его диаметр также уменьшится, а температура на поверхности возрастет. Но горение гелия даст Солнцу лишь короткую передышку на пути к гибели. После сравнительно короткого периода (несколько десятков миллионов лет) ядро исчерпает и этот источник питания, и превращение в красного гиганта возобновится, так как выгоревший гелий также поднимется в оболочку вокруг ядра.
На этот раз отсрочки не будет. Внешние слои Солнца будут расширяться и охлаждаться по мере сжатия ядра, но условия в ядре никогда не достигнут тех параметров, которые необходимы для горения тяжелых элементов, таких как углерод. Так как оболочки горения водорода и гелия начнут опадать внутрь Солнца, вся звезда станет нестабильной, то увеличиваясь, то уменьшаясь в размерах и меняя яркость, поскольку в ней будут противостоять друг другу процессы расширения и сжатия.
Со временем периодические импульсы расширения во внешних слоях Солнца станут настолько сильными, что раздувшаяся звезда начнет сбрасывать свои внешние слои мерцающего газа со скоростью, достаточно высокой для преодоления ими ее гравитации. Из них сформируется прекрасная, но недолговечная планетарная туманность, называемая так из-за того, что на большом расстоянии она по форме будут напоминать планету.
По космической временной шкале планетарные туманности недолговечны. Срок их жизни – всего несколько тысяч лет, так как они сбрасывают большую часть полученного от звезды газа в межзвездное пространство, где он становится материалом для будущих звезд. Этот газ еще долго будет горячим и сияющим, поскольку он будет ионизироваться излучениями из горячей центральной части Солнца, теперь напрямую попадающими в космос. Хотя реакции в его ядре прекратились, оно все еще очень горячее и способно излучать агрессивный ультрафиолет.
ПОСЛЕДНИЙ АККОРД БЕЛОГО КАРЛИКА
Формирование планетарной туманности – необратимый процесс. Если Солнце сбросит свою оболочку, все последующие реакции будут неизбежны, пока не останется только раскаленное ядро. Оно, сжатое собственной силой тяжести в шар размером с Землю, к этому моменту станет белым карликом – выгоревшей звездой, содержащей один из наиболее плотных известных материалов. Ложка этого материала, состоящего из ядер углерода и кислорода, будет весить примерно как слон.
Этап белого карлика означает конец существования звезды солнечного типа. Ее ждет медленное охлаждение в течение многих миллионов лет. Со временем температура ядра упадет до уровня, при котором оно не будет даже сиять. Белый карлик станет черным карликом, забытым звездным остатком, мимо которого будут проноситься обугленные холодные остатки бывшей Солнечной системы.
Источник
МКС Онлайн
Пять недоказанных свидетельств существования внеземной жизни
Какое будущее ждет наше Солнце?
Космическое пространство настолько увлекательное и загадочное, что ученые до сих стараются найти ответ на извечный вопрос – как наша Земля стала обитаемой. Во Вселенной произошли уникальные процессы или это было просто совпадения? Но как бы там ни было, в самой непримечательной галактике Млечный путь возле обычного желтого карлика возникла жизнь в различных ее формах. Благодаря солнечной энергии есть все привычные для человечества компоненты вокруг нас. По этой причине можно понять язычников, которые считали Солнце божеством.
Астрономы изучают поведение этой звезды, стараются определить, что ее ждет в будущем, ведь именно благодаря ей сохраняется вода в жидком виде, поддерживаются оптимальные климатические условия. Современные технологии позволяют ученым не только заглянуть в историю формирования всего космического пространства, Вселенной, но и предсказать события, которые могут произойти через несколько миллионов-миллиардов лет. По этой причине предлагаю окунуться в будущее, и узнать поглотит ли красный карлик Солнце Землю, Венеру и Меркурий.
Жизненный путь нашей звезды
Важно сделать акцент на том, что Солнце все же не является какой-то уникальной звездой. Она, как и другие идентичные космические объекты, озаряет теплом и светом свою планетарную систему, регламентирует цикл для каждого живого организма (сон, бодрствование). Но такие возможности нашего светила не будут представлены вечны, по этой причине очевидно, что рано или поздно, звезда приблизится к завершению своего жизненного пути. Это приведет к тому, что Солнечная система станет далеко не комфортным местом для человечества.
Ученые напоминают, что каждый физический процесс, которые протекает в Солнце, влияет на физику ближайших к нему планет. В наше время светило считается довольно молодым небесным телом с достаточно высоким количеством металлов. Это говорит о том, что оно образовалось из компонентов древних звезд. Возраст Солнца приблизительно составляет четыре с половиной миллиарда лет. Такие параметры для исследователей означают, что космический объект прошел половину своего пути развития. По завершению стадии взросления (10 миллиардов лет), для него наступит фаза эволюции.
Астрономы заявляют, что по мере расходования внутреннего ресурса, который представлен водородным топливом, звезда будет увеличить собственную температуру и степень свечения. По предварительным данным через один миллиард лет Солнце будет светить в одиннадцать раз ярче, чем это происходит в наше время. Ученые считают, что к этому времени человечество ощутит кардинальные изменения или земная жизнь уже полностью исчезнет со Вселенной. Некоторые исследователи придерживаются гипотезы о том, что наша цивилизация не увидит тот момент, как наша звезда превращается в Красного карлика, к каким последствиям это явление приведет.
Трансформация желтого в красный карлик
Для красного карлика характерно прекращение горения водорода и, как следствие, выделения энергии. Это приводит к тому, что космический объект начинает быстро нагреваться и сжиматься из-за воздействия гравитационных сил. Такой процесс сопровождается увеличением температурных показателей, что приводит к сжиганию водорода в тонких слоях. Ученые полагают, что наше Солнце увеличится в размерах минимум в сто раз. Впоследствии оно начнет поглощать Венеру, Меркурий. Вполне возможно, что очередь дойдет и до нашей планеты.
Астрономы заявляют, что трансформация звезды в красного карлика запустит и другие опасные процессы, которые способны привести к существенному повышению температуры ядра – до ста миллионов градусов Цельсия. Это означает, что начинает воспламеняться и плавиться кислород, углерод. На протяжении следующих ста миллионов лет Солнце будет продолжать расширяться, и на последнем этапе произойдет выброс газа. В научном мире он носит название планетарная туманность. Яркость звезды будет возрастать и достигнет +40%. Ученые заявляют, что в этот момент наша Земля будет схожа по атмосферным условиям с современной Венерой: на космическом объекте не будет воды. Это означает, что даже те жизненные формы, которым удалось адаптироваться под катастрофические условия, все равно погибнут. Через семь миллиардов лет Солнце превратится в звезду без внутреннего ресурса (без водородного топлива).
Исследователи заявляют, что в наше время в космическом пространстве, а точнее в нашей галактике, приблизительно десять миллиардов красных карликов находятся на стадии завершения своего жизненного цикла. Возможно, некоторые из них могли стать источником комфортных условий на других космических объектах для зарождения жизни.
Источник
Что случится с Солнцем в будущем?
Череда невероятных совпадений привела к тому, что где-то в бесконечном космическом океане, в ничем не примечательной галактике возле самой обычной звезды зародилась жизнь. Это немного странно, но именно энергия Солнца позволила мне написать эту статью, а вам – прочитать ее. Солнце – символ самой жизни. Неудивительно, что наши предки поклонялись ему, наделяя звезду божественной силой. Но если жизнь на Земле когда-нибудь исчезнет, что произойдет с Солнцем? Современная наука и технологии позволили нам не только заглянуть в прошлое Вселенной, но и предсказать будущие события. Из этой статьи вы узнаете, поглотит ли Солнце Венеру, Меркурий и Землю.
Наше Солнца – самая обычна звезда по галактическим меркам
Жизнь и смерть Солнца
Начнем с того, что Солнце – это обычная звезда. Она озаряет Солнечную систему светом и теплом, устанавливая суточные циклы сна и бодрствования у всех живых организмов на нашей планете. Но Солнце не всегда будет таким. Наступит время, когда наша родная звезда погибнет, а вся Солнечная система превратится в очень неприятное место. Важно понимать, что все физические процессы протекающие на Солнце, в значительной степени определяют физику планет (по крайней мере ближайших к звезде).
Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 150 миллионов километров. Свет преодолевает это расстояние за 8 минут. Для сравнения – следующая ближайшая к нам звезда Проксима Центавра находится от нас на расстоянии 4 световых лет.
Астрономы классифицируют Солнце как молодую звезду с высоким содержанием металлов. Это значит, что Солнце образовалось из останков более древних звезд. Текущий возраст нашего светила исследователи оценивают приблизительно в 4,6 миллиардов лет, а значит, звезда прожила примерно половину своей жизни, так как ее взросление – фаза главной последовательности – длится 10 миллиардов лет. После завершения этого срока наступит следующий этап ее эволюции. По мере того, как Солнце расходует запасы своего водородного топлива, оно становится все горячее, а его светимость увеличивается. К тому моменту, когда Солнце отметит свой 5,6 миллиардный день рождения, оно будет в 11 раз ярче, чем сегодня.
Ничто во Вселенной не вечно, тем более звезды
Исследователи полагают, что уже к этому моменту на нашей планете либо произойдет кардинальное изменение жизни, либо она и вовсе исчезнет. Вообще, некоторые ученые считают, что человеческая цивилизация погибнет задолго до того, как Солнце превратится в красного гиганта. Подробнее об этом я рассказывала в предыдущей статье.
Красный гигант
Красные гиганты – это звезды, в ядрах которых горение водорода прекратилось. По этой причине в ядре больше не выделяется энергия и оно начинает быстро сжиматься и нагреваться под действием сил гравитации. Так как во время сжатия температура ядра поднимается, то оно поджигает водород в окружающем ядро тонком слое.
Превращение желтого карлика в красного гиганта является одним из самых необычных превращений, известных современной науке: гелиевое ядро Солнца, размером с гигантскую планету, сжимается и нагревается. В ответ на это Солнце станет шире в 100 раз. Разросшееся светило поглотит Меркурий и Венеру, а возможно, и Землю. Астрономы, наблюдающие из другой Солнечной системы, классифицировали бы эту раздутую версию нашего Солнца как красного гиганта.
Еще больше интересных статей о нашей галактике, Солнечной системе и Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.
Необходимо отметить, что с превращением Солнца в красный гигант неизбежно произойдут новые виды термоядерных реакций, в результате которых ядро звезды еще больше сожмется и нагреется. Когда температура ядра достигнет 100 миллионов градусов по Цельсию, гелий воспламенится и начнет плавиться в углерод и кислород. Это приведет к тому, что Солнце будет несколько уменьшаться, но через некоторое время – и в течение следующих 100 миллионов лет – оно снова начнет расширяться. На последней фазе жизни произойдет циклический, мягкий выброс газа – астрономы называют это планетарной туманностью.
Вот какую красоту оставляют после себя красные гиганты
Еще три с половиной миллиарда лет спустя яркость Солнца возрастет на 40%. К этому времени, как полагают исследователи, наша планета превратится в нечто, напоминающее современную Венеру: вода с поверхности Земли полностью исчезнет, что приведет к окончательной гибели всех наземных организмов (при условии, что они смогли адаптироваться к изменившимся условиям миллиарды лет назад). Спустя еще 6,4 миллиардов лет, Солнце начнет относительно быстро расширяться, сохраняя постоянную светимость. В итоге через 7 миллиардов лет от настоящего времени наша родная звезда превратится в субгиганта – звезду, в ядре которой закончилось все водородное топливо.
Сегодня около 10 миллиардов красных гигантов пылают в галактике Млечный Путь. Среди всех этих старых звезд, возможно, некоторые породили новую жизнь в далеких мирах, наподобие Европы и Энцелада. Как думаете, могут ли формы жизни развиваться на планетах во время разных этапов звездной эволюции? Поделитесь ответом в комментариях к этой статье и присоединяйтесь к участникам нашего Telegram чата, где мы общаемся обо всем на свете.
Источник