8 этапов, через которые пройдёт Солнце, перед тем, как погибнуть, и как это будет происходить
Солнце погибнет вовсе не в результате взрыва — оно будет меняться постепенно, пока не будет разрушено. Мы оформили описание этого процесса в увлекательную подборку.
Повышение температуры поверхности Земли
1. Примерно через 1,1 млрд лет Солнце начнёт меняться. Поскольку водородное топливо в ядре будет израсходовано, горение будет происходить, в основном, на поверхности, из-за чего звезда станет светить намного ярче, и возросшее излучение окажет разрушительное воздействие на нашу планету.
Средняя температура поверхности Земли повысится примерно до 75°С. Океаны испарятся и планета станет безжизненной пустыней.
Весь водород преобразуется в гелий
2. Когда Солнце использует весь водород для создания энергии, оно преобразует его в гелий, и в конце концов, гелия станет намного больше. Гелий — элемент неустойчивый, поэтому он начнёт разрушаться. Ядро Солнца станет еще плотнее и горячее, звезда увеличится в объёме в полтора раза и станет вдвое ярче, чем сейчас.
В течение следующих 700 млн лет оно будет продолжать расти, а после этого немного остынет. С пустынной поверхности Земли Солнце будет выглядеть как огромный оранжевый шар, висящий в туманном небе.
Солнце потеряет около 1/4 от всей массы
3. В возрасте около 1,2 млрд лет Солнце потеряет примерно четверть массы, и тогда изменятся орбиты планет: Венера окажется примерно на той же орбите, где сейчас Земля, а сама Земля отодвинется ещё дальше.
Солнце превратится в красного гиганта
4. В конце концов, Солнце превратится в красного гиганта — увеличится примерно в 166 раз, и его «корона» достигнет того места, где раньше как раз была орбита Земли. Меркурий и Венера к этому моменту уже будут поглощены светилом. На Земле же станут плавиться и течь горы, и образуются колоссальные раскалённые потоки и моря лавы. Огромное красное Солнце затмит половину неба.
На других планетах зародится жизнь
5. Хотя «внутренние» планеты неизбежно погибнут, на отдалённых мирах может зародиться жизнь. Например, расплавятся льды спутника Юпитера Европы, да и Плутону наконец-то хватит солнечного света и тепла.
Разрушение углерода и кислорода
6. Когда солнце достигнет своего максимального размера, его ядро раскалится до температуры 100 млн °С, и это вызовет синтез гелия. Атомы гелия начнут разрушаться, выделится колоссальное количество энергии. Солнце опять начнёт уменьшаться в размерах, хотя первоначального уже никогда не достигнет. Это будет продолжаться в течение следующих 110 млн лет. После этого, в результате ядерной реакции, появятся новые элементы — кислород и углерод. Когда их накопится в ядре Солнца достаточно много, оно снова вдвое увеличится в размерах. Наконец, снова останется гелиевое ядро, углерод и кислород разрушатся, но энергии хватит, чтобы началась непосредственно гибель.
Все внутренние планеты исчезнут
7. Солнце будет неуклонно увеличиваться в размерах, пока гелия и водорода уже не останется. Оно станет в 180 раз больше и в тысячи раз ярче, чем сейчас. Огромное количество вещества будет выброшено в космос, и почти половина массы будет потеряна. Внутренние планеты к тому времени станут не более, чем воспоминанием.
От Солнца останется только ядро
8. Тонкая оболочка оставшегося гелия, окружающего углеродно-кислородное ядро, будет нестабильной, и Солнце начнёт пульсировать, теряя при каждом импульсе всё больше массы, пока не останется только ядро — сфера размером примерно с Землю. Она будет очень горячей, но это — всего лишь остаточное тепло. Ядро будет становится холоднее, пока не остынет окончательно.
Источник
Когда погаснет свет: страшные предсказания о гибели Солнца оказались правдой
Солнце — важный источник космической энергии, который даёт свет и тепло для жизни на нашей планете. С древних времён светилу предсказывали страшное будущее. Лайф разбирался, что для нас Солнце и сможем ли мы без него.
Недавно был День Солнца — праздник, призванный объяснить всем жителям планеты ценность и необычность звезды.
Внутри Солнца температура 15 миллионов градусов по Цельсию
В основном Солнце состоит из водорода (около 73%) и гелия (около 25%), на долю других элементов приходится примерно 2%. У светила нет твёрдой поверхности.
Астроном, старший научный сотрудник Института Штернберга Владимир Сурдин объясняет, что сейчас на Солнце происходят ядерные реакции синтеза: лёгкий водород превращается в гелий и при этом выделяется большая энергия, как в непрерывной водородной бомбе.
На Солнце есть вода
По словам астронома, на Солнце даже есть немного воды.
— В верхних слоях Солнца не так жарко, как внутри, — это пять с половиной тысяч градусов. Но некоторое количество воды там есть. Она не жидкая, а в виде пара, отдельных атомов, — объясняет Владимир Сурдин.
Солнце уже на середине своего жизненного пути
Общий возраст Вселенной — примерно десять миллиардов лет, а возраст Солнца — четыре с половиной миллиарда лет.
Чтобы подсчитать время жизни Солнца, астрономы учли его массу, скорость реакций и выделения ядерной энергии и определили, на сколько хватит солнечного топлива при такой скорости выделения энергии.
Солнце скоро погаснет
— Конечно, Солнце погаснет. Любой костёр догорает, а Солнце — это тоже костёр, только термоядерный — более долгого горения. Но топливо всё же закончится. Правда, не так скоро. Примерно через пять миллиардов лет, — говорит астроном.
Солнце изменит Солнечную систему
— В конце жизни, через пять миллиардов лет, Солнце раздуется раз в 200. На нашем небе оно займёт место в полнебосвода, — рассказывает Владимир Сурдин. — При этом сначала светило съест Меркурий, так как он ближе всех к Солнцу, потом Венеру и вплотную подберётся к Земле.
Солнце проглотит Землю
За четыре с половиной миллиарда лет в центре светила выгорела почти половина запаса водорода. После того как водород окажется на исходе, оно увеличится в размерах и станет красным гигантом. Его горение будет продолжаться в перемещающемся наружу слое.
— Последние расчёты говорят, что оно и Землю проглотит. Сначала жители Земли, конечно, сгорят. Потом Земля нырнёт в недра Солнца. После этого Солнце погаснет, но это для нас уже будет неважно, — рассуждает астроном.
Источник
Что будет с Землей, когда Солнце станет красным гигантом?
С самого начала человеческой цивилизации, люди понимали, что Солнце является основополагающей частью жизни, в том виде, в котором мы её знаем. Солнце имело огромное значение для бесчисленных мифологических историй и легенд по всему миру, и со временем мы поняли, что Солнце существовало задолго до нас, и будет существовать ещё долго после того, как наша цивилизация исчезнет. Сформировавшись примерно 4,6 миллиарда лет назад, наше Солнце начало свою жизнь за 40 миллионов лет до того, как образовалась Земля.
С тех пор ядерный синтез в ядре Солнца давал возможность развиваться белковым формам жизни на нашей планете. И этот процесс длится уже 4,5 миллиарда лет. И продлится ещё примерно 1 миллиард лет, после чего Солнце, истощив свои запасы водорода и гелия, претерпит некоторые серьёзные изменения.
Ведущая теория, описывающая то, как именно наше Солнце и Солнечная система сформировались известна как “теория туманности”. Согласно ей, Солнце и все планеты образовались из гигантского облака молекулярного газа и пыли, которое на определённом этапе своего существования пережило гравитационный коллапс. Этот коллапс мог произойти в результате, например, прохождения рядом звезды или ударной волны, вызванной взрывом сверхновой, что и запустило процесс, приведший к рождению нашего Солнца.
В последние 4,57 миллиарда лет (как, собственно и сейчас) внутри Солнца происходил процесс превращения водорода в гелий. Кроме изменения свойств вещества, этот процесс также приводил к образованию огромного количества энергии. Как известно, каждую секунду, 600 миллионов тонн вещества внутри Солнца преобразуются в солнечное излучение, энергия которого составляет примерно 4*10 27 Вт. Естественно, этот процесс не может продолжаться вечно, так как он привязан к количеству водорода. С течением времени всё большая и большая часть водорода будет превращаться в гелий, ядро будет уменьшаться, тем самым испытывая всё большее и большее давление.
Увеличение давления в ядре приведёт к увеличению скорости синтеза водорода. По сути, это означает, что, Солнце расходует водород с постоянным ускорением. К настоящему времени это уже привело к тому, что его светимость возрастает на 1% каждые 100 миллионов лет, а за последние 4,5 миллиарда лет светимость Солнца изменилась на 30%.
Примерно через 1,1 миллиарда лет, Солнце будет на 10% ярче, чем сегодня. Это увеличение яркости также будет означать увеличение тепловой энергии, которую поглощает атмосфера Земли. В итоге такие метаморфозы приведут к возникновению парникового эффекта, который будет очень похож на тот, который мы видим на Венере сегодня.
Через 3,5 миллиарда лет, Солнце станет на 40% ярче, что приведёт к испарению океанов и плавлению ледяных шапок, а водяные пары в атмосфере будут выброшены в космическое пространство. В таких условиях, жизнь, как мы её знаем, перестанет существовать в любом месте на поверхности, и планета Земля превратится в жаркий и сухой мир подобный Венере.
Через 5,4 миллиарда лет, Солнце перейдёт в стадию красного гиганта и начнёт стремительно увеличиваться в размерах. Подсчитано, что расширяющееся Солнце сможет охватить орбиты Меркурия, Венеры, и, возможно, даже Земли. Тем не менее, астрономы отмечают, что, параллельно с расширением Солнца, орбита нашей планеты должна также измениться.
Когда Солнце достигнет этой поздней стадии своей эволюции, оно потеряет огромное количество своей массы, излучая мощные звёздные ветра. В результате, орбиты планет будут увеличиваться, двигаясь по спирали. Получается, имеется небольшой шанс, что Земля будет пригодной для жизни?
К. -П Шрёдер (K.-P Schroder) и Роберт Кэннон Смит (Robert Cannon Smith) решили подробнее изучить этот вопрос. В своей научно-исследовательской работе, озаглавленной «Отдалённое будущее Солнца и Земли», которая появилась в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, они опубликовали расчёты, основанные на самых современных моделях звёздной эволюции.
По словам Шрёдера и Смита, когда Солнце станет красным гигантом в возрасте 7,59 миллиардов лет, оно начнёт очень быстро терять массу, однако его радиус к тому времени достигнет своего наибольшего значения. В этот период масса Солнца будет составлять всего 67% от современной, а радиус будет в 256 раз больше, чем текущий. Когда Солнце начнет расширяться, оно поглотит всю внутреннюю часть Солнечной системы всего за 5 миллионов лет. И это не очень хорошая новость. По словам Шрёдера и Смита несмотря на то, что земная орбита будет увеличиваться вплоть до 1,5 а.е., расширяющееся Солнце все равно поглотит её, прежде чем оно достигнет финала стадии красного гиганта.
Таким образом, мы можем с уверенностью сказать, что человечеству придется покинуть свою колыбель задолго до того, как она будет поглощена Солнцем. К тому же, учитывая тот факт, что мы имеем дело с временными шкалами, которые находятся далеко за пределами нашего понимания, мы не можем быть уверены, что какие-либо другие катастрофические события не погубят нашу цивилизацию.
Побочным эффектом превращения Солнца в красного гиганта, будет перенос границ обитаемой зоны, что изменит Солнечную систему. В то время как Земля, находящаяся к тому времени в 1,5 а.е., больше не будет находиться в пределах обитаемой зоны Солнца, большая часть внешней Солнечной системы – окажется именно там. Эта новая обитаемая зона будет простираться от 49,4 до 71,4 а.е., то есть в поясе Койпера – что означает, что сегодняшние ледяные миры будут таять, а жидкую воду можно будет найти далеко за пределами орбиты Плутона.
Возможно, Эрис будет нашим новым домом, карликовая планета Плутон будет новой Венерой, а Хаумеа и Макемаке станут внешней частью солнечной системы. Но, пожалуй, самый интересный вопрос – это: будем ли мы всё ещё жить здесь или всё же сможем колонизировать другие планеты?
Источник
Что ждет Солнце в будущем?
Солнце – это достаточно молодая звезда, потомок первых сформировавшихся звезд в нашей Вселенной . Текущий возраст Солнца составляет порядка 4,5 млрд лет – согласно главной последовательности, наша звезда находится в самом расцвете сил.
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела представляет собой метод классификации звезд. Главная последовательность в ней – это область диаграммы, где содержаться звезды, источником энергии которых является термоядерная реакция синтеза гелия из водорода. На главной последовательности находится абсолютное большинство звезд, как и наше Солнце.
Согласно ей, звезда с массой равной солнечой будет существовать на протяжении 10 млрд лет на главной последовательности. Сейчас на Солнце около 4 тонн вещества каждую секунду превращается в энергию. Но по мере того, как наше светило тратит свои запасы в таком огромном количестве, оно становится всё горячее и горячее, что увеличивает его светимость, хоть и медленно, но неуклонно.
Возраст: 5,6 млрд лет
Увеличение светимости приведет к тому, что через 1,1 млрд лет наша звезда будет ярче на 11% , чем сейчас. А что это будет значить для Земли? Такое увеличение яркости приведет к полному исчезновению жизни на нашей планете – останутся только организмы, приспособившиеся к жизни на глубинах океанов и морей. А само Солнце достигнет пика своей температуры на поверхности за всю свою жизнь.
Возраст: 8 млрд лет
Когда Солнцу исполнится 8 млрд лет, его яркость увеличится еще на 40%. Тогда уже даже жизнь на дне океана прекратить свое существование, а Земля станет копией нынешней Венеры : без воды, с атмосферой, состоящей практически только из углекислого газа, и невероятно жарким «климатом».
Возраст: 10,9 млрд лет
К возрасту 10,9 млрд лет, водород в ядре Солнца кончится, а гелий, который успел образоваться из него, станет сжиматься и уплотняться.
Это поспособствует тому, что радиус звезды увеличится в 1,5 раза , а светимость (за счет горения остатков водорода на тонком внешнем слое ядра) будет в 2 раза больше нынешней. На протяжении последующих
500 млн лет Солнце увеличит свой радиус в два раза, и в конце концов превратится в субгиганта .
Субгигант – бывшая звезда главной последовательности, в ядре которой иссякло водородное топливо и началось горение водорода в оборочке ядра, без горения гелия. Самый известный субгигант – самая яркая звезда созвездия Малого Пса и 8 по яркости звезда на ночном небе Процион .
Возраст: 12,2 млрд лет
Когда Солнце достигнет возраста 12,2 млрд лет , его ядро разогреется настолько сильно, что начнет гореть водород в окружающей его оболочке. Это приведет к колоссальному расширению, радиус Солнца увеличится
в невероятные 256 раз . На этом этапе наша звезда впервые покинет главную последовательность, став красным гигантом.
Красный гигант – звезда поздних спектральных классов (классификация звезд по спектру излучения) с высокой светимостью и огромной внешней оболочкой. Примерами красных гигантов служат звезды Альбедаран , Арктур и Гакрукс – одни из ярчайших на ночном небе.
Внешние слои Солнца достигнут текущей орбиты Земли, поглотив при этом Меркурий и Венеру . Но скорее всего, нашей планете удастся избежать участи этих двух несчастных. К этому моменту, Солнце потеряет треть своей массы, а это приведет к снижению силы гравитационного притяжения, из-за чего Земля сможет «убежать» подальше от расширяющейся звезды.
Жизнь звезды после
Красным гигантом Солнце пробудет порядком 100-120 млн лет. Массы Солнца не хватит для того, чтобы закончить свою эволюцию взрывом сверхновой (как не хватит и для того, чтобы стать после взрыва нейтронной звездой или черной дырой) . Этот период жизни Солнца будет сопровождаться мощными вспышками, такими, что светимость будет превышать нынешнюю в 5200 раз! Из-за одной из мощнейшей такой вспышки, внешняя оболочка звезды будет сорвана, и из нее образуется планетарная туманность.
Планетарная туманность – астрономический объект, состоящий из ионизированной газовой оболочки и звезды в центре (обычно, белый карлик). Планетарная туманность будет существовать в таком виде в течение нескольких десятков тысяч лет. В настоящее время в Млечном Пути насчитывается около 1500 планетарных туманностей.
Из ядра Солнца образуется белый карлик – очень горячий и плотный объект, по размерам схож с Землей . В начале белый карлик будет ярче нынешнего Солнца в 3500 раз , но постепенно, в течение последующих нескольких миллиардов лет остывать и угасать.
Источник