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
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
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
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
Когда погаснет Солнце или сколько живут звёзды
Звёздное небо над головой часто казалось людям неизменным. С точки зрения человеческой жизни это практически так и есть. Посмотрев на Большую Медведицу в детстве и старости, мы не почувствуем разницы. Но изменения всё же происходят. Только очень медленно.
Как и всё на свете, ночные светила рождаются, живут какое-то время, а после умирают. Звёзды — раскалённые газовые шары, в недрах которых протекают термоядерные реакции и рождается энергия. За счёт этой энергии мы и живём.
Главным топливом для реакций в звёздных ядрах является водород. На так называемой стадии главной последовательности — самой долгой и стабильной в жизни звезды — он превращается в гелий. Именно на этом этапе уже четыре с половиной миллиарда лет находится Солнце. И будет — ещё столько же.
Потом водород в центре нашей звезды закончится, и она раздуется до неимоверных размеров (почти до земной орбиты), превратившись в красного гиганта. Внутри звезды будут происходить более скоротечные и бурные процессы. Вскоре после этого (по космическим меркам, конечно) она сбросит свою оболочку, закончив активную жизнь белым карликом. Он будет теплиться в космическом пространстве многие миллиарды лет, медленно остывая.
Мы все знаем, что Солнце — огромное. Его и Землю в сравнении можно представить как арбуз и арбузную косточку. Но бывают звёзды, которые значительно меньше Солнца или намного больше его.
Казалось бы, в огромных звёздах много водорода, а значит, он будет долго гореть, а сами звёзды — долго жить. Но на деле — всё с точностью до наоборот. Термоядерные реакции на то и термоядерные, что для их протекания нужны высокие температуры и давления. Большие массивные светила куда эффективнее в этом плане, чем их меньшие собратья. В таких условиях водород сгорает намного быстрее, и даже запасов гигантов надолго не хватает.
Например, если звезда будет массивнее Солнца всего в полтора раза, продолжительность её жизни сократится в пять раз — до 2 миллиардов лет! Наиболее массивные звёзды с массами в десятки солнечных живут считанные миллионы лет.
Для появления жизни на Земле понадобились сотни миллионов лет, а для появления разума — четыре с половиной миллиарда. Выходит, что на планетах у звёзд с массами выше 3-4 солнечных жизнь может не успеть появиться даже при благоприятном стечении обстоятельств.
Зато красные карлики — меньшие из звёзд — могут существовать десятки и даже сотни миллиардов лет, очень медленно переваривая своё термоядерное горючее. Именно к этому типу относятся самые старые звёзды нашей Вселенной.
Источник