Солнце: когда и как умрет наша звезда?
Солнце, без которого жизнь никогда не была бы возможна на Земле, не вечно. Вот как должен выглядеть конец нашей звезды, возраст которой сегодня составляет 4,6 миллиарда лет.
Для звезд продолжительность жизни определяется их массой. Чем больше она массивна, тем больше жизнь коротка и состоит из нескольких миллионов лет, чтобы наконец закончиться неистовым пламенем космического фейерверка, сверхновой.
Для нашего Солнца все будет иначе. Наша звезда представляет собой желтый карлик, общая продолжительность жизни которого по массе (в 330 000 раз больше массы Земли) составляет около 10 миллиардов лет. Хорошая новость для жизни на Земле: сейчас ей всего 4,6 миллиарда лет, поэтому она должна еще светить пять миллиардов лет, по оценкам астрономов.
Тем не менее по-прежнему необходимо будет думать о перемещении, потому что Земля станет непригодной для жизни менее чем через миллиард лет (несмотря на текущее глобальное потепление). Почему? Потому что светимость Солнца будет продолжать расти примерно на 10% каждые миллиард лет. Таким образом, наша нежно-голубая постепенно превратится в печь, подобно, возможно, тому аду, который сейчас царит на нашей соседке Венере.
Следовательно, обитаемая зона в нашей Солнечной системе сместится. Также можно представить, что Homo sapiens мигрирует на Марс, который станет более мягким. Но если бы это случилось, это не продлилось бы долго. Поэтому, возможно, нам придется отправиться на другие звезды, если человеческий род тогда сможет это позволить.
Что будет, когда Солнце умрет?
Со временем запасы водорода, накопленные Солнцем при рождении, иссякнут. Обладая относительно небольшой массой, звезда на протяжении миллиардов лет поддерживала баланс между гравитацией и излучением (в результате синтеза водорода). Но наступит «день», когда топливо закончится.
Тогда в сердце звезды будет править гелиевое ядро (созданное путем слияния водорода), которое рухнет на себя. Температура, которая увеличивается при сжатии, высвобождает энергию, которая отталкивает внешние слои Солнца. Всего за пять миллионов лет звезда значительно вырастет и превратится в то, что астрофизики называют красным гигантом. Красный, потому что температура его поверхности упадет (до 3000 К).
Согласно исследованию, опубликованному в 2008 году, ее радиус переместится с примерно 700.000 километров сегодня до более 170 миллионов километров! Другими словами, Меркурий, Венера, а также Земля будут перенесены внутрь, наконец, они будут уничтожены (если орбита нашей планеты не будет отодвинута назад, это будет зависеть от массы, потерянной красным гигантом). При сжатии ядро гелия нагревается и успевает достичь температуры 100 миллионов градусов. В этих условиях гелий может начать ковать углерод. Это известно как «гелиевая вспышка». Но это не продлится долго. И дальше он не пойдет, потому что оставшейся массы Солнца не хватит, чтобы достичь 600 миллионов градусов в центре — температуры, необходимой для воспламенения углеродного ядра. Вокруг нее в течение нескольких тысяч лет будут гореть водород и гелий, в результате чего наша звезда отслаивается и еще больше расширяется ее внешняя оболочка.
В конце концов, потому что не будет излучения, уравновешивающего его, возобладает гравитация. Остальная часть ядра нашей звезды сжимается и становится белым карликом, телом размером с Землю, чрезвычайно плотным и горячим (около 30 000 °C). В то же время внешние слои, которые находятся слишком далеко, будут растворяться в космосе. Около 10 000 лет оболочка будет сиять изнутри, светясь в свете еще теплого центрального очага. В результате получится планетарная туманность. Станет ли она видимой из других планетарных систем, подобных тем, которые мы можем видеть через наши телескопы? Среди наиболее известных — Туманность Кольцо, в созвездии Лиры и Туманность Гантель в созвездии Лисички.
Смогут ли наши потомки в изгнании наблюдать за остальным Солнцем, вокруг которого процветала жизнь? Исследование, опубликованное в мае 2018 года, показало с помощью моделей звездной эволюции, что это будет возможно. Из-за своей массы Солнце было бы на пределе светимости. Таким образом, планетарная туманность будет видимой, но очень слабой.
Что дальше? Это действительно будет конец? Нет. Огненному сердцу понадобятся миллиарды лет, чтобы остыть и стать черным карликом. Тем временем, у Солнца впереди еще много прекрасных дней.
Источник
В Кремле заявили, что мусор не кончится, а Солнце не погаснет
Мусор вечен, считает спецпредставитель президента России по вопросам природоохранной деятельности, транспорта и экологии Сергей Иванов. Об этом он заявил во время Петербургского международного экономического форума, передает корреспондент РБК.
«Мусор никогда не кончится. Это так же, как лес, ветер и солнце. Надеюсь, ветер не закончится, а солнце не погаснет. Поэтому и надо строить мусоросжигающие заводы, чтобы мусора стало меньше, а солнца больше», — объяснил Иванов.
По его словам, промышленные предприятия виноваты в экологических проблемах больше, чем население.
«Население платит 160 млрд руб. в год, а промышленность — 3 млрд руб. так называемого экологического сбора, это курам на смех. Кто же недоплачивает? Не мытьем, так катаньем мы примем закон об упаковке. Лет 40 назад упаковки почти не было, с авоськой в магазин ходили. Сейчас каждое яблочко в упаковке, строительной упаковки тоже много. Она удобна, но это наносит ущерб природе, особенно пластик. Я говорил жестче: кто гадит, тот и должен платить больше, особенно производители упаковки, и они будут платить», — заключил Иванов.
Иванов напомнил, что «Ростех» планирует построить 25 мусоросжигательных заводов в России, пять из которых будут построены в рамках пилотного проекта в Московской области и Татарстане. «А по-хорошему, «Ростех» говорит о том, что надо планировать 25 заводов на Россию. Но даже если это получится, этого будет не хватать», — сказал Иванов.
С 2018 года «дочка» «Ростеха» «РТ-Инвест» строит четыре мусоросжигательных завода в Подмосковье и еще один в Казани. Они смогут сжигать 3,35 млн т твердых коммунальных отходов (ТКО) в год с выработкой электроэнергии, а их суммарная мощность должна составить 355 МВт. В общей сложности, рассчитали в компании, стоимость всех 25 заводов составит около 1,3 трлн руб., из них компания попросила более чем на 400 млрд руб. господдержки.
Вице-премьер Виктория Абрамченко, которая курирует в правительстве экологию, назвала этот проект «РТ-Инвеста» «платиновым», а в Минфине оценивали запрошенные меры господдержки как «беспрецедентные».
В середине мая гендиректор «Ростеха» Сергей Чемезов предупредил премьер-министра Михаила Мишустина о том, что синдикат банков планирует приостановить финансирование строительства этих заводов, что ставит проект под угрозу. Чтобы продолжить проект, он попросил отменить действие двух постановлений правительства относительно этих заводов, которые, по его словам, «существенно» ухудшают экономику проекта.
Мешают реализации проекта, согласно письму Чемезова, также отмена региональных льгот по налогу на прибыль и пандемия коронавируса, увеличившая риск задержки поставки оборудования для заводов на 8–12 месяцев. Из-за этого компания предложила отложить запуск заводов на год (до конца 2023 года).
Источник
Когда погаснет свет: страшные предсказания о гибели Солнца оказались правдой
Солнце — важный источник космической энергии, который даёт свет и тепло для жизни на нашей планете. С древних времён светилу предсказывали страшное будущее. Лайф разбирался, что для нас Солнце и сможем ли мы без него.
Недавно был День Солнца — праздник, призванный объяснить всем жителям планеты ценность и необычность звезды.
Внутри Солнца температура 15 миллионов градусов по Цельсию
В основном Солнце состоит из водорода (около 73%) и гелия (около 25%), на долю других элементов приходится примерно 2%. У светила нет твёрдой поверхности.
Астроном, старший научный сотрудник Института Штернберга Владимир Сурдин объясняет, что сейчас на Солнце происходят ядерные реакции синтеза: лёгкий водород превращается в гелий и при этом выделяется большая энергия, как в непрерывной водородной бомбе.
На Солнце есть вода
По словам астронома, на Солнце даже есть немного воды.
— В верхних слоях Солнца не так жарко, как внутри, — это пять с половиной тысяч градусов. Но некоторое количество воды там есть. Она не жидкая, а в виде пара, отдельных атомов, — объясняет Владимир Сурдин.
Солнце уже на середине своего жизненного пути
Общий возраст Вселенной — примерно десять миллиардов лет, а возраст Солнца — четыре с половиной миллиарда лет.
Чтобы подсчитать время жизни Солнца, астрономы учли его массу, скорость реакций и выделения ядерной энергии и определили, на сколько хватит солнечного топлива при такой скорости выделения энергии.
Солнце скоро погаснет
— Конечно, Солнце погаснет. Любой костёр догорает, а Солнце — это тоже костёр, только термоядерный — более долгого горения. Но топливо всё же закончится. Правда, не так скоро. Примерно через пять миллиардов лет, — говорит астроном.
Солнце изменит Солнечную систему
— В конце жизни, через пять миллиардов лет, Солнце раздуется раз в 200. На нашем небе оно займёт место в полнебосвода, — рассказывает Владимир Сурдин. — При этом сначала светило съест Меркурий, так как он ближе всех к Солнцу, потом Венеру и вплотную подберётся к Земле.
Солнце проглотит Землю
За четыре с половиной миллиарда лет в центре светила выгорела почти половина запаса водорода. После того как водород окажется на исходе, оно увеличится в размерах и станет красным гигантом. Его горение будет продолжаться в перемещающемся наружу слое.
— Последние расчёты говорят, что оно и Землю проглотит. Сначала жители Земли, конечно, сгорят. Потом Земля нырнёт в недра Солнца. После этого Солнце погаснет, но это для нас уже будет неважно, — рассуждает астроном.
Источник
Почему не гаснет Солнце?
Почему, несмотря на миллиарды лет, которые прошли с момента рождения Солнца, оно всё ещё не исчерпало свой запас топлива и не погасло?
В общем, если коротко, то Солнце не гаснет потому, что оно … не горит.
А что оно тогда делает? Давайте разберемся вместе.
Больше всего в нашей Вселенной водорода. У него строение простое, как пять копеек: один протон в центре да электрон, который вращается вокруг него.
Водорода так много, что в космосе встречаются целые облака, состоящие только лишь из этого газа. Величина этих облаков огромна: свету потребуется несколько лет, чтобы пролететь через них.
Эти облака неоднородны: где-то погуще, где-то пожиже. Вот там, где густоты больше всего, начинает рождаться новая звезда. Это как с лавиной в горах: достаточно одного маленького комочка, который медленно набирает скорость, катясь по склону. Снега вначале налипает мало, но чем больше снежный шарик, тем быстрее он растет.
Схожий процесс происходит и в облаке водорода. Где-то образуется группа из нескольких молекул, к ним начинают добавляться новые. Через какое время «комок» водорода становится таким большим, что начинают действовать силы гравитации. Облако газа сжимается под собственным весом, становится плотнее. В его центре давление больше всего, там потихоньку начинает расти температура. В какой то-момент она становится такой большой, что даже атомы водорода не выдерживают и теряют свои электроны.
Это уже не горячее облако газа, а настоящая плазма: «суп», состоящий из отдельных протонов и электронов. Что же дальше?
Все в детстве играли с магнитами? Тогда вы могли заметить, что его одинаковые полюса отталкиваются. Чтобы соединить их вместе, требуется небольшое усилие.
Протоны тоже имеют одинаковый заряд — положительный. Просто так они не соединяются между собой, для этого им нужно «помочь».
Температура — это скорость движения частиц. Чем она выше, тем быстрее летают туда-сюда протоны. Если они будут достаточно быстры, то их не остановит даже сила отталкивания. При температуре около 15 миллионов градусов как раз такое происходит, и они начинают соединяться. Четыре протона сближаются настолько близко, что начинает действовать сильное взаимодействие, которое удерживает вместе протоны в ядрах абсолютно всех веществ.
Но в микроскопическом мире все отличается от привычного. Четыре протона по отдельности весят больше, чем соединённые вместе. Избыток превращается в энергию — фотон и нейтрино. Два протона превращаются в нейтрон — частицу, которая не имеет собственного заряда.
В итоге в недрах Солнца идёт постоянный процесс превращения: водород превращается в гелий и испускает энергию. Но превращаются не все протоны одновременно, а только лишь те, которые находятся в центре, да и то, которым повезет столкнуться между собой. В остальной части Солнца слишком прохладно, чтобы там начал образовываться гелий.
Поэтому протоны выстраиваются вокруг центра звезды, терпеливо ожидая своей очереди.
Каждую секунду на Солнце 700 миллиардов килограмм водорода превращаются в гелий. Это, конечно, чудовищно много, но и запасов горючего на Солнце тоже немало. Если посчитать с калькулятором, то получится, что оставшегося в звезде водорода хватит ещё на несколько миллиардов лет.
Самое интересное, что чем меньше звезда, тем дольше она живёт, а чем больше ее размер и вес — тем быстрее она расходует свое топливо. Это можно объяснить так: больше масса – сильнее сжимается звезда, сильнее давление – выше температура в центре. Чем горячее внутри – тем больше протонов за секунду превращаются в гелий. Больше водорода превращается в гелий – быстрее оно заканчивается. Самые массивные звезды живут всего лишь несколько десятков миллионов лет, а самые маленькие даже не вступили еще в период зрелости. Они будут светить так долго, что исчерпают свой запас тогда, когда погаснут все остальные типы звезд.
Источник