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
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
Сколько лет еще будет светить солнце?
Каждую секунду Солнце перерабатывает около 600 миллионов тонн водорода. Запасов ядерного топлива хватит еще на пять миллиардов лет, после чего оно постепенно превратится в белый карлик.
Современное Солнце отличается от молодого только тем, что в его центральной области содержится некоторое количество гелия, возникшего в результате ядерных реакций. В то время как во внешних слоях на килограмм вещества приходится 270 граммов гелия, в центральных областях содержание достигает 590 граммов. Примерно 300 граммов на килограмм массы образовалось в результате сгорания водорода. Во внешнем слое солнечное вещество постоянно перемешивается. Каждый грамм вещества, достигший внешней поверхности, за некоторое время до этого находился в нижней части конвективного слоя, где температура вещества составляет около одного миллиона градусов. Это примерно в 170 раз выше температуры внешней поверхности.
Солнце будет медленно (как показано на рисунке) перемещаться вверх по своему пути развития на диаграмме Герцшпрунга-Рессела (Г-Р) . Светимость Солнца при этом будет постепенно повышаться, а температура на его поверхности вначале станет чуть выше, а затем начнет медленно снижаться. Но все эти изменения будут невелики. Через 10 миллиардов лет после начала горения водорода светимость Солнца будет всего в два раза выше нынешней. К этому времени человечество (если оно еще будет существовать на Земле) уже давно начнет испытывать климатические трудности. Однако потом станет еще хуже. А пока диаметр Солнца всего в два раза превышает нынешний.
Между тем, в недрах Солнца к этому времени уже произойдут существенные изменения. В центре весь водород уже будет исчерпан. Центральная область целиком заполнена гелием (см. рис. в) . На этом рисунке изображена модель Солнца в возрасте 12 миллиардов лет. В центре не происходит ядерных реакций, поскольку весь водород уже выгорел, а для превращения гелия в углерод температура слишком мала. Только на поверхности этого гелиевого шара, там, где гелий граничит со слоем, богатым водородом, еще происходит сгорание водорода. Постепенно выгорает и этот водород, а радиус гелиевой сферы в центре Солнца увеличивается.
Через 13 миллиардов лет размеры Солнца станут примерно в 100 раз больше, чем сегодня, а светимость увеличится в 2000 раз. В то же время температура поверхности существенно снизится. Она будет составлять всего 4000 градусов, т. е. на 1800 градусов меньше, чем теперь.
Но нас это уже не спасет. К тому времени океаны на Земле давно уже испарятся, а под палящими лучами Солнца будет даже плавиться свинец. Земля превратиться в горячую печь, на которой уже не сможет существовать жизнь. Над безжизненной поверхностью Земли будет светить гигантский красный солнечный шар размером в полнеба. Было бы, конечно, интересно узнать, насколько верны эти предсказания компьютерной модели.
Когда температура центральной части Солнца достигнет 100 000 000 К, начнет сгорать и гелий, превращаясь в тяжелые элементы, и Солнце вступит в стадию сложных циклов сжатия и расширения. На последней стадии наша звезда потеряет внешнюю оболочку, центральное ядро будет иметь очень большую плотность и размеры, как у Земли. Пройдет еще несколько миллиардов лет, и Солнце остынет, превратившись в белый карлик.
Таким образом, астрономические наблюдения подтверждают, что наши предсказания дальнейшей судьбы Солнца, к сожалению, правильны.
Источник
Ученый рассказал, как долго будет светить Солнце
«Солнце находится на главной последовательности в эволюции звезд. Это признак того, что в недрах Солнца устойчиво происходит термоядерная реакция как основной источник солнечной энергии. Время жизни звезды на главной последовательности — самое долгое в ее эволюции и составляет около 90%.
«Продолжительность жизни» Солнца оценивается в 10 миллиардов лет. Примерно 4, 5 миллиардов лет Солнце уже прожило, примерно столько же оно будет еще жить. Солнце излучает постоянный поток энергии (солнечная постоянная), поверхностная активность Солнца, связанная со вспышками, выбросами массы с точки зрения его глобальной энергетики, ничтожна», — сказал Кузнецов.
По его словам, когда на Солнце выгорит весь водород, то начнет выгорать гелий, а затем и более тяжелые элементы. В итоге (примерно через 5 миллиардов лет) энергетика и баланс сил в недрах Солнца изменится, и оно расширится примерно до орбиты Венеры, превратившись в красный гигант.
Оно поглотит внутренние планеты, сожжет Землю и начнет остывать. Затем оно превратится в мертвый белый карлик с радиусом всего в 10 километров и с колоссальной плотностью, которую даже нельзя сравнить с плотностью металла. Вокруг такого карлика будут вращаться останки планет — от Марса, Юпитера и Сатурна.
«Средняя плотность Солнца сейчас составляет 1,4 грамма на сантиметр кубический, что в 1,4 раза больше, чем у воды. Плотность вещества в ядре Солнца составляет примерно 150 грамм на сантиметр кубический, это в 150 раз выше плотности воды и примерно в 6,6 раз выше плотности самого плотного металла на Земле — осмия», — добавил Кузнецов.
Источник