Когда и как погаснет Солнце
Жизнь на нашей планете была бы невозможна, если бы не жёлтый шар, который восходит на востоке каждое утро. Звезда по имени Солнце – жёлтый карлик, благодаря теплу и свету которого мы существуем. Под жёлтыми карликами принято понимать небольшие звёзды, не такие горячие, как голубые. Примерная температура светил колеблется от пяти до шести тысяч кельвинов. В среднем их размер варьируется: они могут составлять как четыре пятых нашего Солнца, так и на пятую часть превышать его габариты.
В Солнечной системе звезда только одна (собственно, отсюда и название), но в системах других планет их часто бывает две, а иногда и больше. Считается, что в группах им сосуществовать комфортнее. Жёлтых карликов во Вселенной несчётное множество. И Солнце не является среди них чем-то необычным, оно не обладает совершенно никакими отличительными характеристиками и из других систем, должно быть, выглядит так же, как для нас другие звёзды. Тем не менее, для землян Солнце всегда будет являться особенным.
Если принять на веру Теорию Большого Взрыва, согласно которой вся Вселенная образовалась примерно четырнадцать миллиардов лет назад, то можно посчитать, что наша звезда находится «в самом расцвете сил». По примерным подсчётам, Солнцу сейчас около пяти миллиардов лет. Значит, оно появилось позже, чем первые звёзды, на девять миллиардов лет.
За счёт чего мы существуем? За счёт постоянной активности на Солнце, благодаря которой на звезде неустанно протекают термоядерные реакции. В процессе превращения водорода в гелий высвобождается огромное количество энергии, за счёт которой солнце светит и греет. Правда, чтобы солнечная энергия была полезна, нужно находиться на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца. Более близкие расстояния (например, как между Венерой и светилом или между ним и Меркурием) губительны.
Сам огненный шар достигает в диаметре 1,4 миллиона километров. Для нас эта цифра кажется фантастической, но всё относительно. В масштабах целой Вселенной, где полно газовых гигантов, такой показатель достаточно посредственен. Весит Солнце в триста тридцать три раза больше, чем наша планета.
Несмотря на свой значительный диаметр, только 200 тысяч километров из него занимает ядро. Оно гораздо горячее и нагревается до четырнадцати миллионов кельвинов. Именно здесь протекают химические реакции. За пределами ядра происходит лучистый перенос. Этот процесс представляет собой многократное переизлучение фотонов, и он может длиться миллионами лет – настолько долог путь фотонов в верхние зоны звезды.
Выше – конвективная зона. Это своего рода огромный солнечный миксер, в котором происходит вихревое смешивание потоков фотонов между собой. В верхних слоях плазма заметно остывает, вследствие чего потоки утягивают ею вниз, где она набирает температуру заново.
Ещё выше – солнечная атмосфера. С Земли мы видим главным образом её, так как именно отсюда исходит большая часть излучения. Из атмосферы то и дело выбрасывает колоссальные потоки энергии, но в силу слишком яркого света газового шара мы этого не видим. Часть, в которую происходят «выбросы», именуется солнечной короной. Её возможно отчётливо разглядеть в период затмений.
Как только техника стала позволять, земляне не упускают из виду солнце. Ведётся постоянное изучение его характеристик. Вокруг звезды огромное количество всевозможных спутников, измеряющих основные показатели и отслеживающих активность на её поверхности. К сожалению, по вполне объективным причинам отправить на него исследователей или хотя бы станцию физически невозможно, но учёные подобрались к нему максимально близко: станция расположилась на орбите Меркурия.
И поскольку Солнце – не первый и не последний жёлтый карлик во Вселенной, его этапы развития можно отследить, а на их основании можно сделать прогнозы о его дальнейшей судьбе. Стоит чётко понимать, что жизненный цикл на Земле закончится гораздо раньше, чем звезда претерпит все изменения, а потому любые догадки носят чисто теоретический характер: их в любом случае никто не сможет подтвердить.
Скорее всего, в самом начале активных перемен на нашем источнике света жизнь на Земле (а может быть, и вся планета) погибнет. Примерно через один миллиард лет Солнце начнёт светить гораздо ярче: активность повысится, и это вызовет сильнейший парниковый эффект на нашей планете. Нет уверенности, что это однозначно убьёт всё живое, поскольку в морских глубинах живые существа всё ещё могут продолжить нормально существовать.
Но даже звезда не является вечным двигателем. Запасы водорода в ядре медленно, но верно, будут сокращаться, в связи с чем она станет светить гораздо ярче, чем сейчас. Через три с половиной миллиарда лет этот показатель превзойдёт современный на сорок процентов. Соответственно, меньше гелия – меньше диаметр ядра, но больше внешний диаметр звезды. Что касается Земли, то на ней будет происходить то же, что на Венере сейчас.
Запасы водорода подойдут к концу где-то через шесть с половиной миллиардов лет. На этом этапе Солнце будет горячее и ярче уже в два раза. А спустя восемь миллиардов лет шар станет настолько горячим, что все термоядерные реакции станут протекать уже не в ядре, а на внешних оболочках. К этому моменту Солнце уже полностью поглотит Землю и по праву станет являться звездой-красным гигантом.
Есть и другое предположение: возможно, орбита Земли изменится, и она станет находиться гораздо дальше, чем сейчас, и ещё какое-то время продолжит своё существование. Тем не менее, уж если в то время на Земле ещё останется какое-то подобие воды и атмосферы, то в силу медленного вращения Солнца и участившихся приливов и их сорвёт с поверхности. При условии, что сама планета просто не упадёт на гиганта.
Получается, уже безжизненная Земля, на которой не останется ничего, скончается примерно через восемь миллиардов лет. Дальше Солнце продолжит существование за счёт оставшихся ресурсов, но топливо не бесконечно: красные гиганты живут недолго, так что ещё сотни миллионов лет – и на оболочке звезды начнёт хаотично взрываться гелий. Это чревато, потому что подобные взрывы просто разорвут все верхние слои Солнца.
Кстати, сорванная поверхность светила породит ничто иное как туманность. Именно туманности – самые красивые участки Вселенной. Их часто изображают на космических полотнах. Двух одинаковых туманностей не существует. Каждая из них обладает собственной протяжённостью, формой, цветом. Должно быть, в этот момент наша система будет выглядеть особенно красивой.
Всё, что останется после пульсаций на оболочке звезды, — солнечное ядро, состоящее из углерода в алмазном состоянии. Размером оно будет практически как Земля, но гораздо плотнее и тяжелее – большая масса возможна только у нейтронной звезды или чёрной дыры. Это маленький белый карлик, но какой! Очень яркий и горячий. Он будет медленно умирать и охлаждаться – этот процесс может занять миллиарды лет, что свойственно всем белым карликам. Но в конце концов Солнце – если к тому моменту кто-то узнает в этом карлике
Солнце – погаснет навсегда
Но почему нашему солнышку не стать сверхновой? Сверхновая – это звезда, которая взрывается яркой вспышкой, становясь на десять-двадцать порядков ярче, чем она была, а затем медленно погасает. Кажется, что она берётся из ниоткуда, но на самом деле это не так.
Сверхновыми чаще всего действительно становятся именно белые карлики, находящиеся в тесных системах. Пока что будущее Солнце вполне подходит под это определение. Но тонкость состоит в том, что эти белые карлики в своей системе находятся не одни, а с более крупной звездой – обычно красным гигантом.
Выходит так, что из-за энергетического притяжения между двумя звёздами карлик постепенно перетягивает на себя часть энергии, и она образует вокруг последнего аккреционный диск. На нём энергия нестабильна, и вещество периодически может внезапно взрываться. Именно эти взрывы по всей площади диска и рождают сверхновую.
Взрывы могут длиться всего несколько дней, а потом в течение нескольких лет звезда постепенно гаснет. Процесс стихийного взрыва достаточно цикличен и так, постепенно, звезда всё наращивает и наращивает газовую оболочку, одновременно с этим становясь ярче в десять, а то и в сто тысяч раз.
Но Солнцу едва ли предоставится возможность стать сверхновой, потому что оно находится в своей системе в одиночку. Нет более крупной звезды, у которой оно могло бы перетянуть активное вещество для подкрепления своих сил. А значит, скорее всего, оно так и останется постепенно гаснущим белым карликом.
Процесс угасания может занять просто неприличное число времени – до десяти квадриллионов лет. Что произойдёт после этого? Солнце станет чёрным карликом. Стоит понимать, что эта стадия является конечной в цикле жизни небольшой звезды, но она в большей степени теоретическая – всё-таки, наш опыт покорения космоса не настолько богат, чтобы однозначно утверждать, что погасшие звёзды, которых больше не видно, обладают теми или иными параметрами. Но чисто логически, они должны существовать. Сложность в том, что процесс их угасания занимает просто неприличное количество времени, и с точностью утверждать, что такие объекты есть в непосредственной близости от солнечной системы, нельзя.
Если опираться на Теорию Большого Взрыва, то таких объектов и вовсе ещё не может существовать: они просто не успели образоваться с момента создания Вселенной. Тем не менее, теоретически на поверхность чёрного карлика уже можно высадиться. К моменту его образования поверхность звезды остынет где-то до 5 кельвинов. Гравитация на Солнце будет очень сильной, а плотность едва ли позволит бурить поверхность или ещё каким-то образом оставить на ней свой след.
Ещё одно интересное предположение: все звёзды станут чёрными карликами примерно (в рамках Вселенной, конечно) в один промежуток времени. Тогда настанет конец Вселенной. Эта эпоха прозвана учёными Эпохой Вечной Тьмы, что очень точно отражает суть вещей: источников света уже попросту нет, энергия звёзд иссякла, и ей неоткуда взяться.
Есть ещё один этап, который возможен для чёрных карликов – это взрыв чёрных карликов, который образует сверхновых чёрных карликов, но он носит ещё более теоретический характер, чем сам тип таких звёзд. Этот взрыв предполагает превращение алмазного карлика в железного посредством пикноядерного синтеза. Происходит это так: под воздействием собственной колоссальной массы звезда вновь перерождается. И вот на этой стадии, скорее всего, и Солнцу, и всей Вселенной придёт конец.
Таким образом, мы видим, что полный цикл угасания нашего огненного шара занимает свыше десяти квадриллионов лет, и это лишь примерная цифра, поскольку настолько заглянуть вперёд никто из учёных не способен. Сначала, через один миллиард лет, Солнце станет ярче на одиннадцать процентов, чего уже будет достаточно для сильнейшего парникового эффекта на поверхности Земли.
Через три с половиной миллиарда лет оно будет ярче на сорок процентов, и жизнь на Земле будет по определению невозможной. Солнце активно начнёт сжигать топливо, и вместо водорода в ядре постепенно станет перерабатывать углерод и кислород либо же водород с верхних слоёв оболочки.
Через шесть с половиной миллиардов лет светило станет больше в два раза, поглотит Меркурий, Венеру и Землю. Начнёт активно разрастаться за счёт расхода топлива с внешних оболочек и станет красным гигантом. Красный гигант просуществует совсем недолго – всего 100 миллионов лет, а затем станет белым карликом: верхние слои просто сорвёт, и останется только алмазное ядро. Белый карлик будет гаснуть свыше 10 квадриллионов лет, и такое число не укладывается в голове. В конце концов, он всё же остынет и превратится в чёрного карлика.
Солнце не сможет стать сверхновой, потому что ему неоткуда черпать вещество для создания аккреционного диска. Сверхновым карликом ему тоже не стать, потому что для этого у него недостаточно крупная масса.
Источник
Что если Солнце погаснет
Большинство людей относятся к Солнцу как должному, мало кто обращает внимание на его присутствие. Ведь каждое утро светило загорается на Востоке и за день, обойдя небосклон по дуге, заканчивает свой путь на Западе. К такому укладу люди привыкли с детства.
И потому жители Земли редко задумываются о важности данного природного порядка и том, что было бы с ними, не взойди Солнце в очередной раз. Чем грозит человечеству такая катастрофа?
Некоторые теории гибели Солнца
По подсчетам ученых, такие звезды как Солнце имеют продолжительность жизни не менее 10 млрд. лет. Сейчас ему всего 4,5 млрд. А значит светило только приближается середине своего жизненного цикла.
Но что будет потом? Ведь Солнце не вечно. Согласно одной из теорий, когда запасы водорода будут практически на нуле, звезда значительно увеличится в размерах. Превратившись в так называемого Красного гиганта , она поглотит наиболее близкие планеты – Меркурий и Венеру, Земля также будет уничтожена, а точнее, сожжена.
После этого от Солнца останется только ядро – белый карлик, обладающий высокой плотностью и температурой. Этот объект станет угасать с течением времени, после чего Солнечную систему поглотит мрак. Однако данный сценарий возможного развития событий некоторые считают даже устаревшим.
Согласно многим другим более новым теориям, звезда может просто остыть из-за остановки термоядерной реакции. Жизнедающие тепло и свет навсегда покинут атмосферу Земли, и она покроется мраком и льдом. Но если первый вариант предполагает мгновенную гибель человечества, то второй дает людям возможность прочувствовать на себе все «прелести» отсутствия привычного дневного светила.
Как бы это могло происходить? И какие еще последствия может иметь гибель Солнца?
Когда Солнца не стало
Стоит отметить, что никто не знает, как это будет на самом деле. Данная статья является мысленным экспериментом, однако изложенные в ней домыслы основаны на известных научных фактах.
Когда Солнце выпустит свои последние фотоны, человечество вряд ли поймет, в какую передрягу оно попало. Однако спустя примерно 9 минут после смерти звезды, планета полностью погрузится во мрак. Даже для населения той части Земли, где в этот момент будет ночь, станет ясно, что что-то не то: Луна погаснет, а звезды наоборот засияют ярче на черном небосводе.
Также незадолго до вступления планеты в царство полного мрака, на небе, скорее всего, появится яркое полярное сияние, вызванное изменениями магнитного поля Земли.
Через час после того, как день внезапно станет ночью, человечество впадет в панику. Начнутся сбои в электроэнергии и связи. Поверхность Земли станет постепенно остывать, даже несмотря на то, что ядро продолжит отапливать планету.
Через 24 часа уже все люди поймут, что Солнце больше не дает света. Начнутся массовые беспорядки, кто-то займется мародерством на фоне наступления апокалипсиса. Правительства стран приложат все усилия, чтобы разобраться в причине возникновения катастрофы.
Температура поверхности Земли тем временем будет неумолимо снижаться. На полюсах планеты температура упадет на 15° С и ниже. На данном этапе как раз начнется отмирание некоторых растений и гибель микроорганизмов, морские обитатели пока не почувствуют на себе отсутствие солнечного света.
Через неделю температура на планете Земля понизится до -17°С. Тепло сохранится лишь в местах тектонического разлома плит, где геотермальная энергия обогревает поверхность. Многие виды растений к этому времени уже погибнут от холода и нехватки солнечного света.
Также начнут вымирать травоядные и теплокровные животные, океанический фитопланктон пострадает и часть его уже вымрет, так как все его природные процессы возможны только благодаря солнечной энергии. Погибнут также обитатели мелководья, так как поверхность океанов покроется слоем льда. К этому моменту некоторые ученые поймут, что именно происходит и, возможно, позаботятся об убежище для спасения человеческого племени.
Через месяц температура на поверхности Земли в среднем составит около 30°С ниже нуля. Большая часть растений, кроме хвойных, вымрут. Почти все животные, населяющие сушу, погибнут.
В живых останутся лишь некоторые бактерии, а также организмы, находящиеся в областях, обогреваемых геотермальными источниками. Возможно, что обитатели водных пучин к тому времени еще сохранят жизнеспособность.
От переохлаждения их будет защищать слой льда на поверхности океанов и тепло от тектонических разломов на дне. Но даже несмотря на это, в океане все равно вымрет большинство животных.
Год спустя всю землю будут покрывать большие слои льда. К этому времени температура упадет до -40°. Живые организмы останутся только в глубинах океана.
Населения Земли выживет лишь в тех областях, где имеются геотермальные источники. Последующие несколько тысяч лет планета продолжит остывать до тех пор, пока температура ее поверхности понизится до -160°С – после этого жизнь станет просто невозможной.
Стоит заметить также, что сила притяжения Солнца после его остывания, скорее всего, изменится. Так что оно перестанет удерживать планеты на своих орбитах, в том числе и Землю. Такой поворот событий грозит неминуемой гибелью для всего человечества, если к тому времени люди не придумают, как спастись.
Источник