Когда потухнет Солнце
На протяжении миллионов лет каждый новый день Земли начинается с восхода Солнца на востоке и заканчивается его закатом на западе. Исторические эпохи сменяют друг друга, рушатся одни империи и рождаются другие, объявляются войны и заключаются перемирия, а Солнце все также размеренно движется по небосклону.
Но задумывается ли кто-нибудь, что произойдет, если в один совсем не прекрасный день Солнце вдруг перестанет существовать? На фоне этого события все, чем занята на сегодняшний день человеческая цивилизация, окажется не более чем мышиной возней на тонущем корабле. А ведь такое однажды может случиться!
СУДНЫЙ ДЕНЬ НЕ ЗА ГОРАМИ?
Из учебников по астрономии известно, что звезда, подобная Солнцу, живет около 10 миллиардов лет. Из них на сегодняшний день уже прошло около 4,57 миллиарда лет, соответственно не трудно посчитать, что еще примерно 5,5 миллиарда лет человечество может заниматься на Земле своими делами, не беспокоясь о том, что кто-то вдруг погасит «вечную лампочку» у него над головой.
Так официально обстоят дела, но ряд достаточно серьезных ученых физиков считает иначе. Один из ученых, голландский астрофизик Пирс Ван дер Меер, являющийся экспертом Европейского космического агентства, несколько лет назад неожиданно заявил, что 1 июля 2005 года на Солнце произошел крупный выброс плазмы. Его размеры ужасали. Астрономы подсчитали, что диаметр протуберанца составил более тридцати диаметров Земли, а его длина превысила рекордные 350 тысяч километров.
К счастью для жителей планеты, выброс вещества произошел в противоположную от Земли сторону. Однако ученые, и в частности Ван дер Меер, не спешили радоваться. По мнению астрофизика, много лет изучающего поведение Солнца, наше светило в скором времени ждет взрыв. Причем сроки ученый называл совсем не космических масштабов, жизни светилу и, соответственно, человечеству голландец отводил всего около шести лет. Получалось, что конец света во всех смыслах должен был бы наступить в 2011-2012 годах.
Пророчество астрофизика довольно быстро разошлось по мировым СМИ, вызвав определенную панику среди впечатлительных жителей планеты, подогретых пророчеством майя, также упоминавшего о гибели очередного Солнца. В своих выводах Ван дер Меер опирался на данные о странном изменении внутренней температуры Солнца. Долгие годы температура светила была постоянной и составляла около 15 миллионов градусов Цельсия.
Но в период с 1994 по 2005 год температура Солнца вдруг резко подскочила до 27 миллионов градусов. Почти вдвое! На основе этих данных ученый сделал вывод, что, нагреваясь столь быстрыми темпами, Солнце быстро превратится в сверхновую звезду.
По словам Ван дер Меера, конец цивилизации будет красочным, но недолгим. Сначала произойдет ослепительная вспышка, следом за ней потоки рентгеновского, ультрафиолетового и гамма-излучения уничтожат все живое на нашей планете. Земля нагреется до нескольких тысяч градусов, а океаны попросту испарятся. Однако прошел 2011 год, человечество счастливо пережило декабрь 2012-го, минул 2013 год, стартовал 2014-й, а катаклизм так и не произошел.
ВСЕ ТОЛЬКО НАЧИНАЕТСЯ
Впрочем, не стоит радоваться раньше времени, поскольку в предсказаниях и столь глобальных расчетах погрешность в один-два года — явление достаточно заурядное. Сегодня человечеству необходимо понять, планирует ли Солнце действительно взорваться и если да, то когда примерно это может произойти.
Оказалось, что ученые действительно в последние годы задумываются о том, чтобы изменить официальную точку зрения относительно модели эволюции звезд солнечного типа. Так, Саймон Кэмпбелл, ученый из Университета Монаша, опубликовал работу, в которой утверждает, что звезды, аналогичные Солнцу, как правило, пропускают этап старости и умирают сразу!
Подобный вывод ученый сделал на основе исследования шарового скопления NGC 6752, которое своей историей дало понять, что теории об эволюции звезд солнечного типа ошибочны. Долгое время считалось, что ученые знают практически все относительно эволюции звезд и периодах их старения. Предполагалось, что Солнце, согласно этой теории, примерно через 5 миллиардов лет утратит атмосферу и превратится в красного гиганта — звезду, которая выжгла все свое топливо. И этот красный гигант сначала распухнет до орбиты Земли, а затем сожмется до размеров белого карлика, чтобы потом снова стать обычной звездой.
Теперь, после исследования с помощью телескопа VLT шарового скопления NGC 6752, оказывается, что звезды типа Солнца действительно не доживают до момента глубокой старости, а срок их жизни напрямую зависит от количества содержания натрия. Так сложилось, что в шаровом скоплении NGC 6752 присутствуют сразу два поколения звезд. Этот интересный факт позволил астрофизикам сравнить количество натрия в «старых» и «новых» звездах на примере более 130 звезд. Выводы оказались самыми поразительными: они фактически подтвердили, что звезда может взорваться,в «расцвете лет»!
ЧТО НАС ЖДЕТ?
Больше всего ученых пугает то, что Солнце ведет себя непредсказуемо. Гигантскому выбросу вещества в 2005 году не предшествовал ни один из признаков, обычно оповещавших об аналогичных катаклизмах. Чаще всего о таких «проделках» дают знать знаменитые солнечные пятна — темные области на поверхности светила, говорящие об изменении или колебании магнитного поля Солнца. Даже сейчас сильные магнитные бури на Солнце порой не только влияют на здоровье метеозависимых людей, но и разрушают линии электропередач.
Что же говорить о выбросе солнечного вещества! А если еще и представить, что в очередной раз этот протуберанец будет направлен в сторону Земли. Только вдумайтесь: он достигнет поверхности нашей планеты за 8 минут! Это примерно столько же, сколько составляло время подлета баллистических ракет к границам США или СССР в период противостояния в холодной войне. Только в этот раз, если протуберанец пробьет атмосферу Земли, не поможет никакой бункер.
Однако же отечественные астрофизики считают, что не стоит смотреть на вещи столь пессимистично. По их мнению, Ван дер Меер и поклонники его и аналогичных теорий ошибаются. Ведь интенсивность, а не сила солнечного излучения постоянна на протяжении многих, в том числе и последних, лет. Это было бы невозможно, если бы температура Солнца росла так, как об этом говорит голландец. Следовательно, он либо ошибается, либо сознательно, желая прославиться, создает дутую сенсацию.
Ряд других ученых утверждают, что подобные повышения температуры возможны, но это так называемые циклы солнечной активности, продолжительностью 11, 22, 100 или 400 лет, когда после периода повышения температуры идет период ее понижения. Причем произошедшая роковая вспышка, переполошившая всю планету, произошла в 2005 году, как раз в последний год 11-летнего цикла активности! При этом физики всего мира, не сговариваясь, заверяют, что даже если голландец прав, то до взрыва Солнца должно пройти не менее нескольких десятков, а то и сотен тысяч лет.
Тем не менее, если человечество хочет жить вечно, ему необходимо позаботиться о постройке огромных звездолетов, на которые могла бы переселиться человеческая цивилизация, чтобы не зависеть от капризов своей звезды.
Источник
Что будет делать человечество, когда солнце потухнет? И доживет ли вообще?
Для начала необходимо рассмотреть этапы, через которые обязано пройти Солнце, чтобы окончательно потухнуть.
С каждой секундой Солнце теряет свою массу в следствии термоядерного синтеза и излучения огромного количества энергии. По словам учёных, это будет продолжаться около 4 млрд лет, пока запасы водорода на Солнце не достигнут того самого опасного минимума. Затем Солнце начнёт расширяться и выбрасывать в космос всё больше энергии.
Что произойдёт с планетами? Внутренние планеты — Меркурий и Венера — будут жадно поглощены Солнцем. Такая же судьба ждёт и нашу родную Землю. Но стоит учесть один факт: как только Солнце начнёт расширяться, температура на всех планетах сразу повысится, на Земле же — в десятки раз, что приведёт к испарению океанов и смерти всего живого. Чем дальше, тем больше нагревается поверхность Земли, горные породы начинают плавиться и на нашей планете практически не останется твердого места. Так будет продолжаться до тех пор, пока звезда окончательно не поглотит Землю.
Когда же запасы ядерного топлива на Солнце окончательно истощатся, Солнце выбросит колоссальное количество энергии в космос, при этом само оно уменшится до размеров своего ядра и будт называться белым карликом и чёрным — когда окончательно остынет.
Но учёные выделяют ещё два варианта развития событий: либо человечество уничтожит себя быстрее, чем это сделает Солнце, либо найдёт другие обитаемые системы и покинет Солнечную раньше, чем умрёт звезда.
Источник
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