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
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
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