Сколько лет осталось Солнцу и откуда учёные это знают?
Сколько Солнцу осталось «гореть»? И когда оно закончит своё существование, а вместе с ним и Солнечная система?
Из наблюдений за нашим светилом можно получить количество энергии, которое выделяется Солнцем за одну секунду, оно примерно равно
3,8×10^26 Дж/с (Джоулей в секунду).
В процессе термоядерного синтеза в центре Солнца 4 ядра атома водорода превращаются в 1 ядро атома гелия:
4H -> 1He + Energy.
При этом 0,7% (или 0,007) первоначальной массы водорода переходит в энергию, которая затем излучается Солнцем, т.е
0,007*mc^2 (та самая формула Эйнштейна),
где m — это масса ядра Солнца, где идут реакции, она составляет 10% от массы Солнца, которую мы знаем из учебников физики:
E = 0.007 * 0.1 * mass of sun * (speed of light)^2 = 1,3×10^44 Дж.
Можно воспользоваться сервисом WolframAlpha , прямо вставляете эту формулу туда и получаете результат. Удобно:). А теперь пришло время посчитать время (извините за тавтологию) жизни Солнца:
Количество энергии, которое может произвести ядро Солнца —
1,3×10^44 Дж (то, что мы вычислили только что)
делим на количество энергии, производимое Солнцем за 1 секунду —
Джоули сокращаются, и мы получаем время жизни в секундах:
1,3×10^44/3,8×10^26 = 3,4×10^17 секунд.
(Снова посчитаем в WolframAlpha). А в годах это будет примерно — 1.3×10^44/3.8×10^26/86400/365 (количество секунд в сутках и количество дней в году) = 1×10^10 лет или 10 000 000 000 лет или 10 миллиардов лет. 😱
Т.к. Солнце живёт уже с нами около 4,5 млрд лет , сколько и наша Земля примерно, она образовалась почти сразу после Солнца через какие-то десятки миллионов лет, то получается, нашему Солнцу осталось ещё около 5,5 миллиардов лет «гореть» и радовать нас по утру:).
Обозначения: ^ — возведение в степень.
Источник
Сколько еще проживет Солнце?
Солнце не бессмертно! Увы, ученые доказали, что звезда, дарующая жизнь людям, может погибнуть. Астрономы говорят о том, что продолжительность жизни светила равна примерно 13 миллиардам лет, из которых 5 миллиардов оно уже прожило. Все время, которое осталось до конца, Солнце будет разогреваться, постепенно увеличиваться в размерах, и из желтого карлика превратится в красного гиганта, который в диаметре будет в 170 раз больше. Огромное светило расплавит Венеру, поглотит Меркурий, а Землю превратит в безжизненную и безводную, раскаленную скалу. Вследствие того, что Земля будет вращаться на очень небольшом расстоянии от солнца, то фактически, она будет двигаться по спирали к нему. Возможно, планета упадет в светило, если успеет, ведь продолжительность его жизни в качестве гиганта не превысит 200 миллионов лет, по информации Наша планета.
В том случае, если планете удастся пережить это, то будущее ее все равно будет очень печальным. Когда Солнце превратит в гелий весь водород, то под действием силы собственной гравитации будет сжиматься и падать внутрь себя. Этот процесс может длиться совсем немного времени. А внешняя оболочка, которая будет стремительно сжиматься, нагреется до гигантских температур. И в самом конце Солнце сожмется до размеров маленькой звездочки, белого карлика, который по размерам будет не больше Земли. Вокруг воцарится холод и мрак. Через несколько миллионов лет новая звезда остынет, и превратится из белого карлика в черный – сверхплотный мертвый объект, который по гравитационной силе и весу будет равен сегодняшнему Солнцу.
Правда, большинство астрономов говорят о том, что произойдет это не раньше, чем через 8 миллиардов лет. Хотя есть часть ученых, которые утверждают, что гибель звезды по имени Солнце может произойти значительно раньше. Причиной тому может послужить взрыв сверхновой, который происходит следующим образом: термоядерные реакции синтеза, которые происходят в ядре звезды, превращают простые вещества в более сложные, выделяя при этом большое количество энергии. Когда появляется железо, процесс превращения заканчивается. В недрах звезды тем временем начинает формироваться железное ядро, которое растет, пока не сломает структуру атомов, составляющих его. Это приведет к тому, что электроны, находящиеся в атомах, упадут с орбит, соединятся с протонами, и образуют нейтрино и нейтроны. Будет сформировано нейтронное ядро, а нейтрино понесутся в космос, и все это случится за несколько секунд. Одновременно диаметр самого ядра уменьшится в несколько миллионов раз. И между этим маленьким ядром и внешней оболочкой появится вакуумная прослойка, в которую и начнет проваливаться оболочка, постепенно нагреваясь до высоких температур. Когда оболочка упадет на нейтронное ядро, то отскочит от него, подобно каучуковому шарику. В результате этого отскока произойдут многочисленные термоядерные взрывы, подпитанные нейтринным потоком. Проще говоря, внешняя звездная оболочка взорвется и разлетится по всей Вселенной, а сама звезда ежесекундно будет выбрасывать столько энергии, сколько выбрасывает Солнце за десять тысяч лет. Сам взрыв, вполне вероятно, будет продолжаться на протяжении нескольких месяцев.
И даже несмотря на то, что большая часть астрофизиков уверена в том, что участь сверхновой Солнцу не грозит из-за небольших размеров, некоторые с этим утверждением не согласны.
Одним из ученых, поддерживающих теорию о сверхновой, является голландец Пирс Ван дер Мейер, который утверждал, что Солнце станет сверхновой еще в 2010 году. Согласно его данным, солнечное ядро в последние годы несколько увеличило температуру (с 15 миллионов до 27). Это, уверен ученый, свидетельствует о том, что в недрах Солнца активно формируется новое ядро. И если процесс будет идти столь же стремительно, то Солнцу осталось существовать всего несколько лет. Как видим, его предсказания не сбылись, да и большинство ученых относятся к нему весьма скептически. Однако солнечная активность с каждым днем все возрастает, а вспышки на Солнце становятся все мощнее. А на середину 2020-х годов намечается несколько циклов активности Солнца.
Погибнет ли Солнце в ближайшие несколько десятилетий – неизвестно. Но российские ученые спрогнозировали, как могут развиваться события в случае гибели светила. Итак, с Земли этот катаклизм будет выглядеть следующим образом: примерно через 7-8 минут после того, как оно взорвется, все небо вспыхнет ярким белым пламенем, которое будет видно круглосуточно. Люди, собственно говоря, не увидят больше ничего, поскольку человечество практически сразу же исчезнет. Между тем, процесс на этом не закончится.
Огромные потоки радиоактивной энергии пробьют земное магнитное поле и уничтожат все, что осталось целым после воздействия энергии Солнца. Земная атмосфера приобретет температуру порядка 5 тысяч градусов Цельсия, а на высоте около 60 километров появятся облака пара, через которые будет проглядываться очень яркий шар Солнца, который будет постоянно увеличиваться. Через несколько часов после взрыва Солнце достигнет таких размеров, что закроет весь небосвод. Это будет означать, что раскаленная плазма уже достигла Земли, и ударной волной планету собьет с орбиты и выкинет прочь за пределы системы.
От нашей планеты останется небольшой огарок, который на протяжении многих миллионов лет постепенно остынет, двигаясь со скоростью около 20 тысяч километров в секунду от черной холодной звезды, которая когда-то называлась Солнцем.
Впрочем, часть астрономов уверена, что теоретически Земля сможет пережить гибель светила. К такому выводу ученые пришли после проведения ряда исследований, в рамках которых они занимались изучением вопроса о далеком будущем нашей планеты, то есть о том моменте, когда Солнце станет красным гигантом, а после, сбросит материю и превратится в белого карлика.
Исследователи утверждают, что будущее Земли будет в значительной степени зависеть от того, как именно Солнце начнет избавляться от лишней материи. По одному из спрогнозированных учеными сценариев, Землю может просто отбросить на далекую орбиту, что автоматически сохранит ее, поскольку на значительном расстоянии планета сможет пережить разрастание звезды. Однако даже на таком расстоянии на Землю будут действовать очень мощные приливы со стороны Солнца. Эти приливы будут тянуть Землю к красному гиганту. В настоящее время предсказать, какой из этих процессов окажется сильнее, и где в конечном итоге окажется планета (то ли на другой орбите, то ли в непосредственной близости с гигантом), невозможно.
Если Земля окажется на орбите с достаточно большим радиусом, это может оказаться губительным для нее, ведь нельзя исключать возможности столкновения, к примеру, с Марсом, что станет причиной гибели обеих планет. Но если столкновения не произойдет, то Земля позже может оказаться в зоне вокруг белого карлика, которая вполне пригодна для обитания.
В августе 2011 года ученым удалось обнаружить следы столкновения небесных тел в системе еще одного белого карлика – NLTT 43806, который находится на расстоянии порядка 50 световых лет от нашей планеты. В его спектре было обнаружено значительное соотношение алюминия и железа. Некоторые ученые уверены в том, что это является следствием падения обломков каменистых небесных тел, в том числе, и планет, на компактный объект.
Также существует гипотеза о том, что вокруг каждой гигантской звезды существует своего рода зона отчуждения, протяженность которой составляет примерно 0,6 астрономических единиц. Однако все планеты, которые находили до этого времени, были за пределами этих зон. Теперь же, когда ученые обнаружили планету в непосредственной близости от HD 102272 (еще один красный гигант), они смогут проанализировать, какое влияние оказывает красный гигант на эту планету, и, соответственно, чего теоретически следует ожидать землянам. К слову, по мнению ученых, вокруг этого гиганта вращается еще одна планета, но никаких точных данных, чтобы опровергнуть или подтвердить эту гипотезу, нет. Сам красный гигант расположен на расстоянии порядка 1200 световых лет от нашей планеты.
Таким образом, о том, каким будет конец Солнца и выжевет ли планета Земля можно только догадываться…
Самые яркие и интересные истории — в нашем Instagram
Источник
Сколько осталось Солнцу или когда остановится жизнь?
Каждый день мы просыпаемся, идем заниматься своими делами. Кто-то весь день проведет дома а кто-то будет на улице. Так или иначе мы все получаем будем получать солнечную энергию. Витамин D, электричество от солнечных панелей, тепло. Солнце сопровождает Землю с момента появления, и когда-то подарило жизнь это планете. Солнце — неотъемлимая часть нашей жизни, и даже в голову не может придти, что его когда-то не станет.
Солнце — звезда типа желтый карлик. Далеко не самый большой объект относительно других звезд, даже маленький, однако в солнечной системе является главным.
Во вселенной все находится в движение, и у всего есть свой логический конец. Какой он? Совершенно разный.
Во вселенной есть разные звезды отличающиеся друг от друга размерами, массой и цветом. Чем массивнее звезда, тем ярче у нее конец. Некоторые звезды в конце жизненного цикла превращаются в черные дыры после мощнейшего взрыва, а некоторые тихо и мирно угасают.
Но почему Солнце угасает? Каждый день солнце вырабатывает большое количество энергии и тепла благодаря термоядерным процессам, протекающим внутри звезды. Под воздействием сверх высоких температур атомы водорода объединяются и образуют атомы гелия. Таким образом солнце более чем на 97% состоит из водорода и гелия (водород преобладает в значительной степени). В ходе этих реакций и вырабатывается энергия.
Атомы водорода объединяются и образуют атомы гелия
Чтобы появился гелий, нужен водород. К сожалению водород не образуется в Солнце, а значит его запасы ограничены, и можно сказать, что водород — топливо солнца. Но и тут все не так гладко.
Давайте обратимся к строению солнца
Температура солнца резко уменьшается по мере отдаления от ядра. А для образования гелия подходит только температура и давление ядра. Несмотря на то, что ядро занимает почти 1/3 внутреннего объема солнца, в нем содержится лишь 2% водорода. Т.е. от всех запасов водорода в Солнце, пригодны для термоядерной реакции только 2%. Остальные 98% практически не участвуют в реакциях.
Стоит волноваться?
Нет. Этих двух процентов хватает солнцу на
10 миллиардов лет существования. Ученым известно, что Солнцу
4.5 миллиарда лет, т.е. оно прошло уже половину жизненного цикла.
Что будет дальше?
Через миллиард лет:
Солнце станет на 11% ярче. Уже тогда Земля может стать непригодной для нормальной жизни из-за высокой температуры, однако сохранятся моря и океаны, где все еще будет протекать жизнь. К этому моменту Солнце достигнет максимальной температуры поверхности, а дальше будет только остывать.
Через 3.5 миллиарда лет:
Солнце станет ярче на 40% и начнется превращение в красного гиганта. Из-за заканчивающихся запасов водорода в ядре, Солнце начнет увеличиваться. При увеличение внешнего радиуса, ядро Солнца будет наоборот сжиматься. К этому моменту жизнь на Земле перестанет существовать. Вся вода выкипит и исрпаится в космос. Если у Земли еще останется атмосфера, то условия будут схожими с нынешней Венерой. Внешняя оболочка солнца будет остывать, а ядро наоборот разогреваться.
Через 6.5 миллиардов лет:
Водород в ядре закончится, а оставшийся гелий начнет сжиматься и уплотняться. Оставшийся во внешнем слое ядра водород будет медленно выгорать. Радиус Солнца увеличится в 1.5 раза и станет ярче на 120%.
В течение следующего миллиарда лет солнце увеличиться в 2.2 раза от современного.
Через 8 миллиардов лет:
Ядро разогреется так сильно, что начнется сгорание водорода во внешней оболочке. Из-за этого процесса Солнце резко увеличится в размере, и станет в 250 раз больше современного Солнца. Оно станет красным гигантом. Меркурий и Венера будут уничтожены и поглащены, тоже самое может произойти и с Землей. Даже если Солнце не поглатит нашу планету, она потеряет больше половины массы и диаметра от сегодняшнего размера и превратится в космический камень.
В данной фазе Солнце просуществует не больше 10 миллионов лет. Ничто, по сравнению с миллиардами. Ядро разогреется до максимальной температуры. Произойдет гелевая вспышка. Все неиспользованные остатки гелия будут выброшенны в космос, тем самым создав новые условия для термоядерных реакций. После вспышки Солнце уменьшится в 240 раз. Через
100 миллионов лет и эти запасы гелия закончатся, и Солнце снова станет красным гигантом, вернув преждний размер. Спустя 20 миллионов лет произойдет последняя крупная вспышка.
Внешняя оболочка Солнца будет «сорвана», массы звезды не хватит, чтобы удерживать ее, поскольку сила притяжения зависит от массы.
Чем станет солнце?
В итоге Солнце превратится в белого карлика. Его размер будет схож с нынешним размером Земли, но плотность и масса Солнца будет непропорционально велика таким размерам. Это свойственно для всех белых карликов.
Вот и все краткое описание жизненного цикла Солнца. Такой расклад свойственен для любой звезды, схожей с Солнцем по массе и размеру. Точно неизсветно, что будет дальше. Скорее всего Солнце будет вновь медленно угасать, пока не закончится время.
Вот так будет выглядеть последствие гелевой вспышки. Ужасная красота.
Источник