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
Что будет с Солнечной системой, когда Солнце станет красным гигантом?
Земля и её «соседи» по Солнечной системе относятся к экзопланетам – так называют все планеты, вращающиеся вокруг звёзд. Сейчас известно уже несколько тысяч таких небесных тел, изучены закономерности их образования и развития. Чтобы понять, что будет дальше с Солнцем и Землёй, рассмотрим полный жизненный цикл планетной системы.
Как всё начиналось
На начальном этапе эволюции планетных систем они находятся в нестабильном состоянии: могут менять орбиты, обмениваться спутниками, сталкиваться, приближаться или отдаляться от звезды.
Эти изменения происходят по двум причинам:
- У молодой звезды есть протопланетный диск – вращающееся вокруг неё облако плотного газа.
- На орбите образующейся звезды есть небольшие небесные тела – планетезимали, которые обмениваются с планетами энергией и меняют их орбиты.
Модель протопланетного диска и мелких тел вокруг формирующейся звезды
Период стабильности
Только через несколько сотен миллионов лет, когда газовый диск и планетезимали рассеются, планеты займут устойчивые орбиты, и система достигнет относительного равновесия. Именно в такой фазе сейчас находится наша Солнечная система. Устойчивое состояние может длиться миллиарды лет, если звезда достаточно лёгкая. В этот период на некоторых планетах зарождается жизнь или происходят какие-либо незначительные перемены – как, например, изменение рельефа на Плутоне.
Превращение в красного карлика
Однако со временем период стабильности подходит к концу, и причина тому – эволюция звезды. Её ход зависит от типа самой звезды. Если говорить о Солнце, то изменения будут следующие:
- Когда внутри ядра закончится водород и начнёт образовываться гелий, оно станет постепенно сжиматься и нагреваться.
- На поверхности ядра при этом возникнут условия для термоядерных реакций – загорается так называемый слоевой источник, состоящий из водорода.
- В слоевом источнике выделяется очень много энергии – в этот момент звезда начинает превращаться в красного гиганта: резко увеличивается радиус и светимость, появляется огромная конвективная оболочка.
Слева направо: Солнце, самый маленький из известных красных гигантов и самый крупный из них
Что произойдёт с Землей и другими ближайшими планетами
В период превращения мощные перемены происходят и в самой планетной системе. Поскольку звезда значительно расширяется (Солнце, например, увеличит свой радиус с 700 тысяч до 150 миллионов километров), первые изменения настигнут ближайшие планеты – они будут поглощены стремительно расширяющейся звездой. В нашей Солнечной системе такая участь постигнет Меркурий и Венеру, а до Земли поверхность Солнца не доберется.
Тем не менее, планеты, которые окажутся близко к звезде после её расширения, будут притянуты приливными силами конвективной зоны и точно так же поглощены. Это наиболее вероятный исход для Земли, когда Солнце начнет превращаться в красного гиганта. Поэтому следующий этап эволюции звезды наша планета, скорее всего, не переживет.
Участь далёких планет
Что касается более далеких планет, то с ними произойдут изменения другого рода. Во время превращения в красного карлика звезда значительно теряет массу – при этом ослабевает гравитационное воздействие на планеты. В результате, небесные тела, которые не поглотит Солнце, отодвинутся и перейдут на более широкие орбиты. Это возможно только благодаря тому, что звезда теряет массу постепенно, – если бы Солнце «похудело» резко, планеты попросту разлетелись бы.
Что дальше
Достаточно массивные звёзды, такие как Солнце, после стадии красного гиганта претерпевают дальнейшие изменения:
- Ядро продолжает сжиматься, становится горячее – наступает стадия горения гелия в ядре.
- Гелий превращается в углерод, а затем – в кислород.
- Когда запасы гелия будут исчерпаны, и образуется углеродно-кислородное ядро, на поверхности снова начнутся термоядерные реакции.
- После этого звезда снова расширится и перейдёт на так называемую асимптотическую ветвь гигантов.
В результате далёкие планеты отодвинутся ещё дальше, звезда начнёт пульсировать и сбрасывать много вещества, образуя планетарную туманность. В конце концов, от Солнца останется только остывающее ядро – белый карлик.
Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник
Во что превратится наше Солнце
Во что превратится Солнце, наше дневное светило.
Спешу успокоить моих читателей, завтра, через год и даже через сто лет конца света не случится, можно расслабиться и просто почитать данную статью…
Как известно, во Вселенной нет ничего вечного, кроме самой Вселенной, всё течёт, всё изменяется. Не являются исключением и звёзды, в том числе и наше Солнце. Когда-нибудь и оно станет совсем другим, нежели сейчас.
Итак, что мы знаем о нашем дневном светиле?
Это скромная жёлтая, сравнительно холодная звезда, которую у учёных-астрономов принято называть жёлтым карликом из-за её небольших размеров, таких звёзд в нашей Галактике великое множество, он и составляют основную массу её населения. И тем не менее, не смотря на всю её «карликовость», 99,8% массы Солнечной системы сосредоточены именно в Солнце. И даже такие гиганты, как Юпитер и Сатурн всего лишь песчинки на его фоне. Температура на поверхности нашего дневного светила составляет примерно 5500 кельвинов, а вот внутри, где идут термоядерные реакции превращения водорода в гелий, они достигают аж 17 млн. градусов при колоссальном давлении примерно в 10 миллиардов атмосфер.
При этом, не теряя основных свойств обычного газа, вещество в центре Солнца в десятки раз тяжелее платины (его плотность близка к 100 г /см3). Гореть нашему Солнцу ещё очень долго, ведь за срок своего существования оно израсходовало не более 27% запасов водорода. Так что можем расслабиться и дальше получать удовольствие, продолжая нежиться под его тёплыми лучами. Как минимум у Солнца хватит запасов ядерного топлива для беспроблемного существования в течение ближайших 5 млрд. лет…
Хотя таких звёзд как Солнце, в космосе очень много, у нашего светила есть всё же некоторые особенности, оно ( а вместе с ним и остальные тела Солнечной системы) содержит аномально большое количество золота и урана, что говорит скорее всего о том, что своему рождению оно обязано парочке космических катастроф — когда-то давно, 5-6 миллиардов лет тому назад, произошёл мощный взрыв сверхновой звезды, которая и породила все те тяжёлые химические элементы, из которых имеем честь состоять даже мы с вами. Представляете себе, что вы когда-то были в пекле термоядерного взрыва и имели температуру в сотни миллионов градусов? Я так с трудом!
Что же там внутри?
Ядро составляет приблизительно 2 % от всего объёма звезды, его плотность в 15 раз больше плотности свинца и включает практически половину солнечной массы. Фотоны, которые зарождаются в зоне, где идут термоядерные реакции, не идут напрямую наружу. Выходя из ядра, они попадают в зону лучистого переноса, которая находится на расстояниях примерно от 0,2-до 0,7 радиуса Солнца, где передача лучистой энергии осуществляется путём поглощения и повторного излучения фотонов. И такое путешествие у света может занимать миллионы лет. В среднем этот срок составляет около 170 тысяч лет.
Ещё выше размещается конвективная зона. Ближе к поверхности Солнца температуры и плотности вещества уже недостаточно для полного переноса энергии путём переизлучения. Возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности (фотосфере) совершается преимущественно движениями самого вещества. С одной стороны, вещество фотосферы, охлаждаясь на поверхности, погружается вглубь конвективной зоны. С другой стороны, вещество в нижней части получает излучение из зоны лучевого переноса и поднимается наверх, причём оба процесса идут со значительной скоростью. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а подповерхностный слой Солнца толщиной примерно 200 000 км, где она происходит, — конвективной зоной. По мере приближения к поверхности температура падает в среднем до 5800 К, а плотность газа до менее 1/1000 плотности земного воздуха.
А дальше идёт фотосфера, слой, который и излучает свет, который мы наблюдаем. Он более горячий и имеет температуру в 35 тыс. кельвинов. Ещё выше находится хромофера с температурой до 2 млн. градусов, иногда ещё горячее, в отдельных случаях она может достигать 20 млн. К. Поскольку температура короны очень велика, она интенсивно излучает в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах а так же служит источником солнечного ветра, который достигает Земли, приводя в смятение её магнитосферу.
И так наша звезда живёт изо дня в день, иногда меняя свою активность с различными циклами, наиболее широкой публике из них известен 11летний. (иногда он считается как 22 летний).
Но со временем, примерно через 6-6,5 миллиардов лет, когда солнечный водород выгорит, звезда начнёт сжиматься и в ней загорится гелий. Солнце начнет сильно увеличиваться в размерах и звезда поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, даже Землю. Но даже в случае, если наша планета уцелеет, жар нагреет ее поверхность до такой степени, что испепелит её поверхность. Солнце превратится в красного гиганта. Почему в «красного»? По тому, что раздувшаяся оболочка звезды будет заметно холоднее солнечной, которая обеспечивает золотисто-жёлтый оттенок, и приобретёт интенсивно красный цвет. На этом этапе жизни гелий, полученный в результате первого этапа жизни, начнёт превращаться в углерод с выделением энергии. Правда такой этап на фоне срока жизни Солнца совсем не долог, он едва ли будет длиться больше 100 млн. лет, затем звезда начнёт пульсировать и в итоге сбросит свою внешнюю оболочку.
Когда от атмосферы красного гиганта ничего не останется, вместо большой и яркой красной звезды воображаемые наблюдатели обнаружат белый карлик – небольшое, размером с Землю, космическое тело из чистого углерода, по массе равное звезде, чрезвычайно плотное и горячее.
Белые карлики представляют собой очень компактные звёзды с массами, сравнимыми с массой Солнца, но с радиусами в сотню раз меньшими, соответственно и очень не высокой светимостью. Средняя плотность материи в белых карликов почти в миллион раз выше плотности звёзд главной последовательности. По распространённости белые карлики составляют, по разным оценкам, 3—10 % звёздного населения нашей Галактики.
В итоге образуется алмаз размером с нашу планету и будет еще долго светиться тепловым излучением, но ядерного синтеза в теле звезды уже никогда не будет. Со временем такое экс-Солнце полностью остынет до температуры окружающей среды – пары градусов выше абсолютного нуля. Белый карлик превратится в чёрный — холодный очень плотный кусок углерода. Снаружи скорее всего будет чистая сажа и графит, а внутри, как уже говорилось, чистейший алмаз весом в триллионы триллионов каратов.
И всё же тем, кого такая перспектив напугала, советую не огорчаться, случится это очень не скоро, а если уж очень зацепило, то можно просто выпить за здоровье нашего светила!
Источник