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 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
cколько ещё лет будет светить солнце?
ЖИЗНЕОПИСАНИЕ СОЛНЦА ЗА 12,4 МИЛЛИАРДА ЛЕТ
Нашу звезду — Солнце — относят к средним или даже малым по величине, ничем не выдающимся небесным телам. Эта звезда не прожила еще и половины срока, отведенного ей природой, — от рождения до смерти. Однако она уже израсходовала почти половину водорода, который в ядре светила превращается в гелий, высвобождая гигантскую энергию. Вместо 70,6 процента, какие первоначально составлял водород в массе солнечного вещества, теперь доля его упала до 36,3 процента.
Ежесекундно 600 тонн водорода превращаются в центральных областях Солнца в гелий. Происходит это при температуре не ниже 15 миллионов градусов. Примерно 4,3 тонны становится лучистой энергией, которая дает тепло и самому Солнцу, и всему его планетному семейству. Давление в центральных областях светила противостоит гравитационным силам тяжести его верхних слоев. Эта постоянная борьба ядра и периферии — а только в центре звезды благодаря высоким давлению и температуре возможны процессы слияния атомных ядер — с течением времени приносит победу центральным силам. Объем, в котором происходит ядерный синтез, постоянно расширяется. Поэтому неуклонно повышается светимость Солнца.
«Вскоре после того, как Солнце стало звездой, — заключают ученые, — его светимость составляла только 70 процентов от того, что оно излучает сегодня. В последующие 6,5 миллиарда лет светимость нашей звезды будет неуклонно расти прямо пропорционально времени».
Когда же в центре Солнца затухнут ядерные реакции синтеза, начнется новая схватка между центром и внешними слоями звезды. «Выгоревший» водород, пишут астрофизики, уступит внешнему давлению, центр сожмется. Но тогда повысится концентрация остатков еще не вступившего в ядерную реакцию водорода. Он разгорится «жарче», и центр снова расширится. В конце концов Солнце в возрасте 7,5 миллиарда лет «раздуется» и перейдет в стадию красного гиганта. Предполагается, что его диаметр превзойдет диаметр нынешнего Солнца в 160 раз. В таком состоянии светило проживет несколько миллионов лет. Оболочка этого шара будет относительно тонкой и нагретой лишь на 3000 градусов — отсюда и красный цвет звезды. Поверхностные слои сравнительно быстро рассеются. В центре же останется очень плотный шар, который станет еще разогреваться. При температуре 100 миллионов градусов ядерные реакции преодолеют новый порог: ядра гелия (полученные из водорода) начнут сливаться в ядра углерода. Гелий как топливо выделяет несоизмеримо больше энергии, чем сжигаемый водород.
Солнце из красного гиганта за короткое время перейдет в состояние белого карлика. По размерам оно станет меньше нынешнего Солнца в десяток раз, но по светимости — в 40-50 раз больше. В таком виде наше светило проживет, возможно, около 100 миллионов лет.
Но когда придут к концу запасы и водорода и гелия, повторится бурное расширение светила — оно снова станет красным гигантом. Зона горения гелия переместится ближе к периферии. Светило, в которое превратится Солнце, потеряет стабильность: начнутся отдельные вспышки, происходящие оттого, что в ядерную реакцию включатся не затронутые ранее остатки гелия. Светимость будет то резко возрастать, то падать — такое показывают наблюдения за другими звездами. В отдельных случаях светимость звезды возрастает более чем в 5000 раз. Обычно это последний яркий акт умирания малых и средних по размеру звезд. Потом начинает усиливаться «солнечный ветер», то есть разбегание частиц звездной оболочки. Пройдут тысячи лет — и от красного гиганта останется лишь маленькое горячее ядро.
Примерно 75 000 лет наше светило снова будет в стадии белого карлика, который излучает все слабее. Оставшаяся масса составит половину того, что Солнце имеет ныне, его диаметр уменьшится до 80 000 километров (вместо нынешних 1 391 980 километров) , а плотность вещества достигнет двух миллионов тонн в каждом кубическом сантиметре. Вся история нашего ласкового, а порой и довольно жесткого Солнца, воспетого шам
Источник