Сколько еще просветит Солнце?
Солнце – единственная звезда нашей солнечной системы, а также центр и основа всего мироздания. Ни для кого не секрет, что без тепла и света жизнь на Земле была бы невозможной. Именно поэтому , еще с древних времен люди пытались найти ответ на вопрос, сколько же еще будет светить Солнце и перестанет ли оно светить вообще? Сегодня мы расскажем Вам о свойствах нашего светила и попробуем разобраться, сколько же ему осталось.
Солнце в цифрах
Диаметр: 1,390,000км
Объем: 1.4 x 10 27 м 3
Температура: 5500°C
Масса: 1.989 х 10 27 тонн или почти 2 триллиона квадриллионов тонн (двойка с 27 нулями)[1]
Объем и масса Солнца
Солнце – самый большой объект нашей солнечной системы. Причем настолько большой, что его масса в 333,000 раз больше массы Земли, в 1048 раз больше массы Юпитера, и в 3498 раз больше массы Сатурна. Более того, если сложить массу всех объектов в нашей солнечной системе, доля Солнца будет составлять 99.8%.
Объем Солнца составляет 1.4 x 10 27 м 3 . Это значит, что оно примерно в 1.3 млн раз больше чем Земля.[2] Несмотря на это, по сравнению с другими звездами, Солнце отнюдь не впечатляет размерами. Например, Бетельгейзе, одна из крупнейших среди известных астрономам звёзд, в 700 раз больше Солнца и почти в 14,000 раз ярче.
Температура на поверхности Солнца
Температура на поверхности Солнца составляет 5500-6000°C. Несмотря на это, на Солнце также есть и темные области (Солнечные пятна), температура которых равна примерно 3500°C. По предположениям ученых, энергия и тепло Солнца образуются благодаря термоядерной реакции в его ядре, и температура там составляет примерно 15 000 000 °C.[3]
Химический состав Солнца и источник его энергии
По химическому составу Солнце в основном состоит из водорода (≈73 % от массы) и гелия (≈25 %). Это соотношение постоянно меняется, так как каждую секунду Солнце превращает 600 млн тонн водорода в 596 млн тонн гелия. Оставшиеся 4 млн тонн вещества превращаются в лучистую энергию, в результате чего и генерируется солнечное излучение. Заметьте, что все это происходит за 1 секунду и за это время Солнце выделяет в 1 млн раз больше энергии, чем расходует все человечество за год.[4]
Возраст Солнца
Считается, что Солнце сформировалось примерно 4,59 млрд лет назад и за это время сожгло примерно половину своих запасов водорода. Средняя продолжительность жизни такого типа звезд составляет примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла и будет светить еще как минимум 5 млрд лет. С другой стороны, это свечение будет значительно отличаться от сегодняшнего. По мере того, как Солнце будет постепенно расходовать запасы своего водородного горючего, оно будет становиться всё горячее, а его светимость будет медленно, но неуклонно увеличиваться.
Через примерно 1,1 млрд лет от настоящего времени, наше дневное светило будет ярче на 11 %, чем сейчас. Это приведет к существенным климатическим изменениям на Земле и вымиранию большинству живых существ. Несмотря на это, жизнь может остаться в океанах и полярных областях. Интересно, что в этот момент, самой благоприятной для жизни планетой станет Марс.[5]
Еще через 3,5 млрд лет , когда светилу «стукнет» 8 млрд лет, его яркость возрастёт на 40 %. К тому времени условия на Земле будут подобны условиям на Венере сегодня: вода с поверхности планеты полностью исчезнет и улетучится в космос. Эта катастрофа приведёт к окончательному уничтожению всех форм жизни на Земле.
Все это время Солнце будет увеличиваться в размерах. Приблизительно ч ерез 7,6-7,8 миллиардов лет , к возрасту 12,2 млрд лет, радиус светила будет примерно в 256 раз больше современного. Такие звезды называют красными гигантами. К тому времени, Солнце расширится настолько, что поглотит Землю.
После того как Солнце пройдёт фазу красного гиганта, его внешняя оболочка будет сорвана, и из неё образуется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированный из ядра Солнца белый карлик, очень горячий и плотный объект, размером с Землю, который будет остывать и угасать в течение многих миллиардов лет.[6][7]
Источник
Ученые рассказали, как долго будет светить Солнце
Москва, 17.06.2021, 08:47:51, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Виктория Короваева.
Солнце является весьма важным объектом в жизни Земли. Не стоит забывать, что жизнь на нашей планете возможно только благодаря ему. Но, как известно, небесные тела тоже не вечны. Следовательно, довольно немаловажным является вопрос о том, как долго ещё эта звезда будет светить и жить. Ученые попробовали выяснить это.
Характеристика Солнца
Мы рассуждаем о газовом шаре, температура на поверхности которой составляет 5 500°C. Внутри его температура поднимается до 14 миллионов градусов. Внутри ядра происходит процесс преобразования водорода в гелий, в результате которого образуется огромное количество энергии. Если понаблюдать за поверхностью Солнца, то можно увидеть колоссальные взрывы и вспышки. По размерам оно значительно больше Земли. Также его поверхности свойственна зернистость.
Наша планета получает от Солнца свет и тепло, которые необходимы для жизни. Растения существуют благодаря солнечному свету. Это неотъемлемый элемент их существования. На самом деле оно весьма далеко расположено от нас. Однако свет попадает к нам приблизительно за 8 минут.
Некоторые обсерватории занимаются непосредственно изучением этого небесного тела. Исследуются процессы, происходящие на нем, а также воздействие на нас.
Сколько уже просуществовала звезда
На данный момент отмечают, что Солнце просуществует около 10 миллиардов лет. Примерно половина жизненного пути уже позади. Такие сведения сообщил Владимир Кузнецов, который занимает пост директора Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн. Звезда просуществует, по его прогнозам, еще 4,5 миллиарда лет.
Жизнь небесного тела состоит из ряда этапов. Солнце находится на самом продолжительном из этапов, который составляет приблизительно 90% всего периода существования. Благодаря термоядерным процессам оно выделяет тепло, которое необходимо нашей планете. После гибели звезды произойдет и разрушение всей солнечной системы. Мы с вами, конечно, не застанем этого, но современные знания и технологии позволили определить, как это произойдет в дальнейшем. Процесс гибели также довольно интересен.
Прогнозы по поводу дальнейшего существования Солнца
Предполагается, что постепенно начнут выгорать все элементы. Сперва это будет водород, затем гелий и более тяжелые вещества. При этом будет наблюдаться постепенное расширение. В результате образуется красный гигант и предполагается, что он достигнет орбиты Венеры. Земля в этом процессе будет поглощена. Следовательно, на этом завершится существование и нашей планеты.
После этого начнется процесс остывания. Впоследствии останется мертвый белый карлик. Его диаметр составит всего 10 километров. Вокруг будут вращаться остатки таких планет, как Марс, Юпитер и Сатурн. Так ученый описал завершение довольно длительного этапа существования нашей системы.
Космос и процессы в нем все еще остаются для нас большой загадкой. Очень многое нам совсем не известно. Но некоторые процессы уже изучены, что это позволяет делать определенные предположения. Для нас это произойдет довольно не скоро и впереди еще миллиарды лет до гибели, но ученым уже удалось составить приблизительное представление об этом.
Источник
Ничто не вечно: сколько осталось светить Солнцу, и что станет без него с Землей
Солнце — мы так к нему привыкли, что воспринимаем как нечто само собой разумеющееся. Светило оно нам много тысяч лет, светит и будет еще светить, правда? Но если задуматься и вспомнить, сколько происходило в мире за все то время, пока светит солнце, как многое появлялось и исчезало, то понимаешь, что планеты и звезды не вечны. Увы, ни Солнце, ни наша Земля не будут существовать до конца времен. Тогда возникают вопросы: а сколько оно еще будет светить? Что станет с нашей планетой, когда исчезнет Солнце? Сейчас мы расскажем.
Сколько лет Солнцу
Начнем с возраста небесного светила. По подсчетам ученых, главной звезде Солнечной системы сейчас около 4,5 миллиардов лет. Это достаточно молодой возраст, если учитывать долгую «жизнь» некоторых астрономических объектов. Сейчас Солнце пребывает в неизменной форме. И в таком стабильном состоянии оно останется на еще несколько миллионов или миллиардов лет. Но земляне, вероятно, не увидят, как оно начнет стареть.
Как вычислили возраст Солнца
Для определения возраста небесного светила был выбран радиоактивный метод датирования. Для этого сравнили возраст родительского элемента и его «дочерних» продуктов распада. Сопоставление полученных цифр дало постоянную величину. Найденную константу использовали для определения возраста изучаемого астрономического объекта.
Сейчас возраст Солнца насчитывает около 4,5 миллиардов лет
Многие небесные тела сформировались примерно в одно и то же время, поэтому для определения возраста некоторых астрономических объектов ученые берут лунную породу, чтобы вычислить процентное содержание элемента и его производных. В случае с Солнцем в качестве образцов также был взят лунный камень.
Сколько Солнцу светить, и как оно угаснет
Главная звезда просуществует еще около 5-10 миллиардов лет. Но земляне не увидят, как угаснет небесное светило.
Жизненный цикл звезд таков: они рождаются, затем становятся протозвездами — это начальная стадия их эволюции и заключительный этап формирования перед возникновением термоядерного синтеза. На этом этапе они становятся полноценными звездами. Такой сейчас является Солнце. Оно будет в этой фазе развития, пока не превратится в красного гиганта. Расскажем, как это произойдет.
Термоядерный синтез — это внутризвездная химическая реакция между водородом и гелием. Ученые предполагают, что в ядре звезды под влиянием нескольких факторов водород, который занимает порядка 90% объема звезды, преобразуется в гелий и другие элементы. Пока есть водород, реакция идет, а солнце продолжает светить и греть. Если первоначальный элемент закончится, то и синтеза больше не будет. В итоге оболочка звезды будет постепенно остывать и расширяться. В этот момент Солнце станет так называемым красным гигантом. Такими сейчас, к слову, считают Арктур и Альдебаран.
Затем с красного гиганта сбрасываются внешние слои (на это уходит несколько миллионов лет), вокруг него формируется планетарная туманность. А бывшее ядро звезды при этом делается белым карликом, который состоит из кислорода и углерода. Остыв окончательно, белый карлик должен превратиться в черного, но на это уйдет не один миллиард лет.
Так окончит свой жизненный цикл звезда по имени Солнце.
А что же будет с Землей без Солнца
Мы уже дважды по ходу статьи обмолвились, что население планеты Земля не увидит солнечного угасания. И вот почему.
Планеты не станет раньше.
Солнце и Земля
Вернемся к процессу горения водорода в ядре главной звезды. По мере его сжигания увеличивается скорость слияния химических элементов, что приведет к тому, что Солнце начинается ярче сиять. Где-то через миллиард лет оно будет процентов на 10 ярче того, что есть сейчас.
Наша планета при этом будет поглощать энергию в еще большем количестве. Это приведет к сильному парниковому эффекту, так что Земля станет разгоряченной. Такие температуры многие виды жизни не выдержат. Потом начнут «кипеть» океаны, от ледяных «шапок» ничего не останется, и весь этот испаряемый пар улетучится в космос. Наша планета станет похожа на Венеру — сухую и жаркую.
К тому же, как предсказывают ученые, с превращением Солнца в красный гигант орбита человеческой планеты также изменится. А с её расширением Земля станет непригодной для жизни.
Да, всё это звучит это грустно и у некоторых вызывает неприятный холодок по спине. Но пока рано грустить. На этот «апокалипсис» уйдет еще много миллиардов лет. А пока надо радоваться жизни и тому, что у нас есть Солнце, беречь свою любимую и не вечную планету.
А в продолжение нашей темы о Солнце мы предлагаем вашему вниманию следующую статью «Почему в космосе холодно, если солнце такое горячее».
Источник
Если Солнце прекратит синтез, оно будет светить ещё 40 миллионов лет, а не 8 минут
Если термоядерные реакции в центре Солнца вдруг остановятся, то мы узнаем об этом действительно через 8 с лишним минут , в тот момент, когда от Солнца прекратится поток нейтрино — тех частиц, которые образуются в процессе реакций термоядерного синтеза, и уносят часть энергии Солнца, этот процесс называется нейтринным охлаждением . Эти частицы проникают через вещество и не взаимодействуют с ним, поэтому для нейтрино практически не существует преград, и плотное Солнце (в самом центре) не является помехой.
Но свет — это не нейтрино, хоть фотон и не имеет массы покоя, а нейтрино имеет, он взаимодействует со средой, и в особо плотной среде скорость света ниже, чем в вакууме. Но, на самом деле, и тут нас ждёт подвох от физиков: скорость света (фотонов) всегда равна скорости света в вакууме и составляет, без малого, 299 792 458 метров в секунду или почти 300 000 километров в секунду, примерно в 1000 000 раз быстрее, чем реактивный самолёт.
Почему же в среде скорость света меньше? Ответ прост: свет проходит большее расстояние, таким образом, мы просто считаем, что его скорость меньше , нам так удобнее рассуждать, не считать же расстояние, пройденное фотонами света внутри стекла, например. Мы просто знаем, что скорость света в стекле меньше, чем в вакууме в 1,5 раза (именно такой показатель преломления n у оконного стекла).
А теперь вернёмся к Солнцу. Солнце, конечно, не стеклянное, но плотное, особенно, в ядре. Там плотность вещества достигает бешеных 150 граммов на кубический сантиметр. Это примерно в 150 раз больше плотности воды и в 7 раз больше, чем у осмия — самого плотного металла на Земле. Но всё равно этой плотности далеко до вещества белых карликов и нейтронных звёзд.
И даже с такой высокой плотностью вещества и в таком объеме, свет умудряется довольно быстро проникать через него. Поэтому Солнце не смогло бы удерживать фотоны так долго, и, в конечном итоге, оно бы погасло? Действительно, Солнце не «хранит» фотоны. Сама звезда просто возобновила бы медленное гравитационное сжатие, которое было остановлено около 4,5 миллиардов лет назад, когда скорости ядерных реакций в центре смогли достаточно возрасти, чтобы компенсировать радиационные потери с поверхности Солнца (поверхностное фотонное охлаждение).
Это явление называется гидростатическим равновесием (см. рисунок выше) , когда температура за счёт термоядерного горения и давление внутри Солнца удерживают гравитационное сжатие звезды под воздействием собственной массы. Простыми словами: чем глубже вы погружаетесь в Солнце, тем больший вес давит на вас сверху и тем большее давление снизу.
Но из-за того, что сила гравитационного сжатия может увеличивать плотность Солнца без увеличения давления, из-за того, что звёзды имеют жидкостную природу, Солнцу надо сохранять свою температуру на одном уровне и для этого должен идти постоянный термоядерный синтез в его центре.
Таким образом, даже если термоядерная топка внезапно погаснет, гравитационной потенциальной энергии Солнца будет достаточно, чтобы поддерживать необходимый поток энергии на протяжении десятков миллионов лет. Пока происходит процесс сжатия, Солнце будет поддерживать свою текущую светимость, но уменьшаться в радиусе, за счёт того, что поверхность его будет охлаждаться, а это, в свою очередь, приведёт к падению давления и к сжатию, а затем температура его поверхности увеличится, за счёт этого же сжатия. Этот процесс называется механизмом Кельвина-Гельмгольца и заметен на Юпитере, ядро планеты воздействием гравитационного сжатия излучают тепло, таким образом Юпитер больше излучает, чем получает от Солнца.
Как только Солнце сократится под воздействием сжатия в несколько раз и станет размером с Юпитер (около 30% его текущего радиуса), сжатие начнет замедляться, потому что электроны в ядре станут вырожденными, а давление начнёт увеличиваться с плотностью быстрее, чем для идеального газа. Замедляющееся сжатие уменьшает скорость высвобождения потенциальной энергии и, следовательно, солнечную светимость. Сжатие будет продолжаться с меньшей скоростью, пока Солнце не станет горячим «водородным белым карликом», в несколько раз превышающим размер Земли, который затем охладится до светящегося «уголька» без дальнейшего сжатия в течение миллиардов лет.
Таким образом, по расчётам, Солнце сможет существовать только за счёт своей массы около 40 миллионов лет. Именно поэтому в 19-м веке учёные считали, что должен быть какой-то источник энергии внутри светила, чтобы поддерживать его светимость. Они полагали, что это происходит за счёт гравитационного сжатия, и только в 30-х годах 20-го века Ханс Бете предположил, что в центре Солнца идёт термоядерный синтез.
Но, благодаря тому, что в Солнце идёт синтез гелия из водорода, вы можете подписаться на канал и поставить лайк:).
Источник