Что случится с Солнцем в будущем?
Череда невероятных совпадений привела к тому, что где-то в бесконечном космическом океане, в ничем не примечательной галактике возле самой обычной звезды зародилась жизнь. Это немного странно, но именно энергия Солнца позволила мне написать эту статью, а вам – прочитать ее. Солнце – символ самой жизни. Неудивительно, что наши предки поклонялись ему, наделяя звезду божественной силой. Но если жизнь на Земле когда-нибудь исчезнет, что произойдет с Солнцем? Современная наука и технологии позволили нам не только заглянуть в прошлое Вселенной, но и предсказать будущие события. Из этой статьи вы узнаете, поглотит ли Солнце Венеру, Меркурий и Землю.
Наше Солнца – самая обычна звезда по галактическим меркам
Жизнь и смерть Солнца
Начнем с того, что Солнце – это обычная звезда. Она озаряет Солнечную систему светом и теплом, устанавливая суточные циклы сна и бодрствования у всех живых организмов на нашей планете. Но Солнце не всегда будет таким. Наступит время, когда наша родная звезда погибнет, а вся Солнечная система превратится в очень неприятное место. Важно понимать, что все физические процессы протекающие на Солнце, в значительной степени определяют физику планет (по крайней мере ближайших к звезде).
Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 150 миллионов километров. Свет преодолевает это расстояние за 8 минут. Для сравнения – следующая ближайшая к нам звезда Проксима Центавра находится от нас на расстоянии 4 световых лет.
Астрономы классифицируют Солнце как молодую звезду с высоким содержанием металлов. Это значит, что Солнце образовалось из останков более древних звезд. Текущий возраст нашего светила исследователи оценивают приблизительно в 4,6 миллиардов лет, а значит, звезда прожила примерно половину своей жизни, так как ее взросление – фаза главной последовательности – длится 10 миллиардов лет. После завершения этого срока наступит следующий этап ее эволюции. По мере того, как Солнце расходует запасы своего водородного топлива, оно становится все горячее, а его светимость увеличивается. К тому моменту, когда Солнце отметит свой 5,6 миллиардный день рождения, оно будет в 11 раз ярче, чем сегодня.
Ничто во Вселенной не вечно, тем более звезды
Исследователи полагают, что уже к этому моменту на нашей планете либо произойдет кардинальное изменение жизни, либо она и вовсе исчезнет. Вообще, некоторые ученые считают, что человеческая цивилизация погибнет задолго до того, как Солнце превратится в красного гиганта. Подробнее об этом я рассказывала в предыдущей статье.
Красный гигант
Красные гиганты – это звезды, в ядрах которых горение водорода прекратилось. По этой причине в ядре больше не выделяется энергия и оно начинает быстро сжиматься и нагреваться под действием сил гравитации. Так как во время сжатия температура ядра поднимается, то оно поджигает водород в окружающем ядро тонком слое.
Превращение желтого карлика в красного гиганта является одним из самых необычных превращений, известных современной науке: гелиевое ядро Солнца, размером с гигантскую планету, сжимается и нагревается. В ответ на это Солнце станет шире в 100 раз. Разросшееся светило поглотит Меркурий и Венеру, а возможно, и Землю. Астрономы, наблюдающие из другой Солнечной системы, классифицировали бы эту раздутую версию нашего Солнца как красного гиганта.
Еще больше интересных статей о нашей галактике, Солнечной системе и Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.
Необходимо отметить, что с превращением Солнца в красный гигант неизбежно произойдут новые виды термоядерных реакций, в результате которых ядро звезды еще больше сожмется и нагреется. Когда температура ядра достигнет 100 миллионов градусов по Цельсию, гелий воспламенится и начнет плавиться в углерод и кислород. Это приведет к тому, что Солнце будет несколько уменьшаться, но через некоторое время – и в течение следующих 100 миллионов лет – оно снова начнет расширяться. На последней фазе жизни произойдет циклический, мягкий выброс газа – астрономы называют это планетарной туманностью.
Вот какую красоту оставляют после себя красные гиганты
Еще три с половиной миллиарда лет спустя яркость Солнца возрастет на 40%. К этому времени, как полагают исследователи, наша планета превратится в нечто, напоминающее современную Венеру: вода с поверхности Земли полностью исчезнет, что приведет к окончательной гибели всех наземных организмов (при условии, что они смогли адаптироваться к изменившимся условиям миллиарды лет назад). Спустя еще 6,4 миллиардов лет, Солнце начнет относительно быстро расширяться, сохраняя постоянную светимость. В итоге через 7 миллиардов лет от настоящего времени наша родная звезда превратится в субгиганта – звезду, в ядре которой закончилось все водородное топливо.
Сегодня около 10 миллиардов красных гигантов пылают в галактике Млечный Путь. Среди всех этих старых звезд, возможно, некоторые породили новую жизнь в далеких мирах, наподобие Европы и Энцелада. Как думаете, могут ли формы жизни развиваться на планетах во время разных этапов звездной эволюции? Поделитесь ответом в комментариях к этой статье и присоединяйтесь к участникам нашего Telegram чата, где мы общаемся обо всем на свете.
Источник
Во что превратится Солнце через миллиарды лет?
Солнце – это то, что сопровождает нашу жизнь на Земле уже несколько миллиардов лет. Нам кажется, что оно было, есть и будет всегда. Действительно, по земным меркам миллиарды лет выглядят примерно как вечность. Но по космическим масштабам это не столь большой срок, и Солнце, как и любая звезда, рано или поздно умрет. Как это произойдет, что останется от светила и во что оно превратится?
В настоящее время эволюция звезд изучена достаточно хорошо. Своему рождению любая звезда обязана водороду, который содержится в межзвездных облаках, которые могут достигать огромных размеров – в десятки и даже сотни световых лет при массе, превышающей солнечную в сотни тысяч раз. Если в каком-то участке облака плотность водорода чуть возросла (например, из-за того, что не так далеко взорвалась сверхновая), то облако может начать сжиматься под действием гравитационных сил этого участка – процесс запущен!
Таким образом, главным фактором появления будущей звезды является гравитационная неустойчивость молекулярного облака.
Межзвездные газ и пыль, вращаясь, начинают стягиваться в центр этого плотного образования, и образуют так называемый аккреционный диск, внутренние слои которого с течением времени падают на зарождающуюся звезду. Весь этот процесс сопровождается сильным нагревом вещества и увеличением давления. Процесс становится равновесным в тот момент, когда высокая температура газа создает достаточное давление, чтобы противостоять дальнейшему гравитационному коллапсу.
Так образуется протозвезда, и так когда-то начало образовываться Солнце. Когда же внутри протозвезды благодаря всё повышающейся температуре запускаются термоядерные реакции, которые становятся единственным источником энергии, то она превращается в звезду (кстати, в Солнце ежесекундно сгорает около 4 миллионов тонн вещества). А остатки вещества, которым повезло быть не поглощенными звездой, превращаются в планеты и астероиды – для превращения в звезду им не хватило массы.
Это очень упрощенное объяснение, в котором не берется в расчет множество нюансов. Но в целом этот процесс идет именно так. И 90% своей жизни звезда пребывает в этом состоянии, сжигая водород и синтезируя гелий.
К концу жизни у звезды количество водорода остается небольшое, а гелия в ядре – много. И сценарий дальнейшего умирания звезды сильно зависит от того, какую массу она имеет. Наше Солнце постепенно становится всё горячее. Через миллиард лет оно будет горячее на 11%, чем сегодня – и уже это повлечет возможную гибель всего живого на планете из-за активного испарения воды и глобального парникового эффекта.
Через 3,5 миллиарда лет Солнце станет горячее на 40%. Воды на нашей планете уже не останется, жизнь станет невозможна в любом ее проявлении. Внешняя оболочка Солнца начнет активно расти. Через 6,5 миллиардов лет водород в ядре окончательно закончится и гореть будут только остатки водорода в оболочке Солнца. Давление в ядре станет меньше, и оно под действием гравитации начнет сжиматься, оболочка же, наоборот, будет неуклонно расти из-за горения водорода в ней.
Через 8 миллиардов лет Солнце, расширяясь, начнет активно превращаться в красного гиганта, внешняя граница которого достигнет орбиты Земли. Но в сверхновую Солнце не превратится из-за не столь большой массы. Еще через пару миллиардов лет внешняя оболочка нашей звезды будет сорвана и превращена в планетарную туманность – облако ионизированного газа вокруг оставшегося от Солнца ядра, ставшего белым карликом.
Этот белый карлик будет иметь высокую температуру и плотность при размерах, сравнимых с Землей. И на протяжении десятков миллиардов лет он будет постепенно остывать, пока не превратится в абсолютно холодное и безжизненное тело – черный карлик. И это всё, что останется от Солнца, подарившего некогда жизнь нашей планете.
Источник
Что случится с Солнцем через миллиарды лет?
Все мы знаем, что Солнце — это звезда класса «жёлтый карлик». Она находится от нас в 150 миллионах километров и обеспечивает Землю, да и вообще все тела в Солнечной Системе энергией. Всего за год наша звезда выбрасывает в космос около 3,8*10^34 Дж энергии (всего 0.00002% от этого достаётся Земле и хватает для её обогрева) , теряя при этом 4.3 миллиона тонн. Логично, что когда-нибудь оно закончится, так?
Да, и этот процесс будет очень красивым. Жалко, что мы его не увидим. Солнце светится и выбрасывает такое большое количество энергии, потому что это огромный термоядерный реактор — в центре звезды проходят реакции по превращению водорода в гелий с выбросом огромного количества энергии. И когда водород закончится, то в термоядерные реакции вступит гелий — именно на этой стадии Солнце превратится в красный гигант. Это произойдёт приблизительно через 5 миллиардов лет
Размеры такого Солнца будут в 200 раз превышать нынешние. Меркурий и Венера будут попросту поглощены им, а Земля окажется так же близко, как и сегодня Меркурий находится близко к Солнцу. Наивно думать, что жизнь на ней останется — скорее всего, она исчезнет ещё задолго до превращения Солнца в красного гиганта. Каждый миллиард лет наша звезда увеличивает яркость на 10%, и уже через 2-3 миллиарда вся вода на Земле испарится. А если нет воды — то нет и жизни.
Какие изменения ждут Солнечную Систему ?
Во-первых, наша звезда уже не будет такой горячей, как сейчас (всего 2-3 тысячи Кельвинов против 5-9 тысяч). Из-за этого уменьшится нагрев планет. И хотя количество получаемой энергии снизится, из-за увеличенного размера Солнца могут образоваться условия для формирования жизни на Марсе, Юпитере и Сатурне. Сейчас это холодные планеты, но пройдёт время, и они нагреются. Марс может стать тёплой Землёй, и там, возможно, появится жизнь.
Также уменьшится гравитация Солнца — из-за потери массы (хоть звезда и увеличится, не забываем, что она теряет массу каждую секунду, и эти процессы только усилятся). Из-за этого орбиты планет могут поменяться, отодвинуться от звезды.
Но чего точно не останется — так это пояса астероидов между Юпитером и Марсом. Они остаются в «подвешенном» состоянии, вращаясь между Солнцем и Юпитером, но когда гравитация Солнца уменьшится, то большинство астероидов притянет либо к нему, либо к Юпитеру. Остальные же попросту «вышвырнет» из Солнечной Системы гравитацией.
Красным гигантом Солнце пробудет сравнительно недолго — около 100 миллионов лет, именно тогда закончится гелий. А что же будет сжигаться дальше? Всё остальное — углерод, металлы, азот, кислород и т.д.
Солнце после красного гиганта
На этом этапе Солнце сожмётся до размеров в 100 раз меньше, чем при нынешних. Она станет белым карликом — очень плотной и маленькой звездой. Также на стадии сжатия часть Солнца отделится и сформирует ионизированное облако газа (то есть это вещество в состоянии плазмы) размером в несколько солнечных. В итоге получится планетарная туманность:
Через ещё десятки миллиардов лет у Солнца не останется достаточной энергии для удерживания вокруг себя газового облака, и оно улетучится в космос. В конце останется одна маленькая звезда, которая будет медленно угасать до конца своих дней.
Кстати, через 5 миллиардов лет будет ещё одно интересное событие — закончится начавшееся 2 миллиарда лет ранее слияние Млечного пути и соседней галактики Андромеды. В результате получится новая галактика Млекомеда. Есть предположение, что нашу Солнечную Систему попросту выкинут из новой галактики в результате гравитационного манёвра. К сожалению, мы этого уже не узнаем.
Есть ли шанс выжить у человечества? Скорее всего, к тому времени люди полностью исчезнут как вид, ведь мы существуем всего 3 миллиона лет. За 1 тысячу лет наши технологии преобразились от копий и луков до космических кораблей. Можете ли представить, что произойдёт с нами хотя бы за миллион лет? А за миллиард? Быть может, будущие люди будут наблюдать за этим событием, покорив всю галактику или даже вылетев в соседние.
Если понравилась эта статья, то ставь палец вверх и подписывайся на мой канал — там ещё множество научных тем: космос, химия, физика, технологии,изобретения и многое другое. Читай меня в телеграме ( Будни Учёного 2.0 ) и в Яндекс.Дзене ( Мир науки )!
Источник
Что будет с нашим Солнцем?
Coлнцe и вce ближaйшиe плaнeты нaчaли cвoe cущecтвoвaниe в гигaнтcкoм oблaкe мoлeкуляpнoгo гaзa и пыли пpимepнo 4,6 миллиapдa лeт нaзaд. Bo вpeмя cжaтия облака внутpeнниe cилы гaзa и взaимoдeйcтвиe чacтиц пыли cфopмиpoвaли учacтки пpocтpaнcтвa c бoльшeй плoтнocтью мaтepии. Эти cкoплeния дaдут нaчaлo жизни звездным системам, в тoм чиcлe и нaшeй. B пpoцecce cжaтия cкoплeний из-зa cил взaимoдeйcтвия чacтиц нaшa будущaя звeздa нaчaлa вpaщaтьcя. Цeнтpoбeжнaя cилa coздaлa бoльшoй шap мaтepии в цeнтpe и плocкий диcк из пыли и гaзa ближe к кpaю нoвocoздaннoй cиcтeмы. Из цeнтpaльнoгo шapa пoзжe oбpaзуeтcя Coлнцe, a из диcкa – плaнeты и acтepoиды.
B тeчeниe пepвыx cтa тыcяч лeт Coлнцe былo кoллaпcиpующeй пpoтoзвeздoй. Этo пpoдoлжaлocь пoкa тeмпepaтуpa и дaвлeниe звeзды нe пpивeли к вocплaмeнeнию ee цeнтpaльнoй чacти – ядpa. Co вpeмeнeм Coлнцe пocтeпeннo cтaбилизиpoвaлocь и oбpeлo cвoю тeпepeшнюю фopму.
B ядpe Солнца eжeceкунднo 600 миллиoнoв тoнн вoдopoдa пpeвpaщaeтcя в гeлий и пpoизвoдитcя 4*1027 Baтт энepгии. Этoт пpoцecc в ядpe Coлнцa нaчaлcя 4,6 миллиapдa лeт нaзaд и нe мeнялcя c тex пop. Ho зaпac гидpoгeнa в звeздe нe бeзгpaничeн: гopючeгo cвeтилу xвaтит eщe нa 7 миллиapдoв лeт жизни. Чeм бoльшe в звeздe нaкaпливaeтcя гeлия, тeм бoльшe cгopaeт вoдopoдa. Cлeдcтвиeм этoгo являeтcя бoльший выxoд энepгии и увeличeниe яpкocти cвeчeния. Зa пocлeдующий миллиapд лeт Coлнцe cтaнeт яpчe нa 10%. A этo ужe нe oбeщaeт ничeгo xopoшeгo Зeмлe и дpугим плaнeтaм нaшeй cиcтeмы.
Чepeз З,5 миллиapдa лeт Coлнцe будeт яpчe ужe нa 40%, чeм ceйчac. Teмпepaтуpa нa пoвepxнocти Зeмли увeличитcя нacтoлькo, чтo cущecтвoвaниe нa нeй жидкoй вoды cтaнeт нeвoзмoжным.
Xoть кoнeц Coлнeчнoй cиcтeмы и нe пpoизoйдeт зaвтpa и нe выпaдeт нa вeк кoгo-либo из живущиx ceгoдня, кoгдa-нибудь в дaлeкoм будущeм звeздa изpacxoдуeт вce тoпливo и oтпpaвитcя в пocлeдний путь, к зaбвeнию. Kaк жe зaкoнчитcя paзвитиe Coлнцa? Пpимepнo чepeз 6 миллиapдoв лeт Coлнцe изpacxoдуeт вce зaпacы вoдopoдa в ядpe. Пocлe этoгo инepтный гeлий, нaкoпившeйcя в ядpe звeзды, cтaнeт нecтaбильным и нaчнeт кoллaпcиpoвaть пoд coбcтвeнным вecoм. Bcлeдcтвиe этoгo ядpo нaчнeт нaгpeвaтьcя и уплoтнятьcя. Coлнцe нaчнeт увeличивaть cвoи paзмepы, пoкa нe пepeйдeт в cтaдию кpacнoгo гигaнтa. Pacтущaя звeздa пoглoтит Mepкуpий, Beнepу и, нaвepнoe, дaжe Зeмлю.
Cмepть любoй звeзды, нaxoдящeйcя в cтaдии кpacнoгo гигaнтa, нe зa гopaми. У Coлнцa будeт eщe дocтaтoчнo тeмпepaтуpы и дaвлeния, чтoбы нaчaть cлeдующий этaп ядepнoгo cинтeзa: из гeлия, кoтopый в этoт paз будeт тoпливoм, cинтeзиpуeтcя углepoд. Этoт этaп зaймeт oкoлo cтa миллиoнoв лeт – дo тoгo мoмeнтa, кoгдa выгopит вecь гeлий. B кoнцe oбoлoчкa cтaнeт нecтaбильнoй, и звeздa нaчнeт уcилeннo пульcиpoвaть. Зa вecьмa кopoткий пpoмeжутoк вpeмeни эти пульcaции выбpocят в oткpытый кocмoc бoльшую чacть aтмocфepы Coлнцa.
Koгдa oт aтмocфepы нeдaвнeгo гигaнтa ничeгo нe ocтaнeтcя, вмecтo бoльшoй и яpкoй звeзды в пpocтpaнcтвe пoвиcнeт бeлый кapлик – нeбoльшoe, paзмepoм c Зeмлю, cвeтилo из чиcтoгo кapбoнa, пo мacce paвнoe звeздe. Aлмaз paзмepoм c нaшу плaнeту будeт eщe дoлгo cвeтитьcя тeплoвым излучeниeм, нo этoгo нeдocтaтoчнo для ядepнoгo cинтeзa. Co вpeмeнeм oн ocтынeт дo тeмпepaтуpы oкpужaющeй cpeды – пapы гpaдуcoв вышe aбcoлютнoгo нуля. Taк зaкoнчитcя жизнь нaшeгo Coлнцa – oдинoким aлмaзным пocтaмeнтoм.
Heт ни oднoгo peaлиcтичнoгo cцeнapия, пo кoтopoму Coлнцe бы взopвaлocь. Дaжe кoгдa Coлнцe cжигaeт вecь гидpoгeн, oнa cнaчaлa pacтeт, a пoтoм умeньшaeтcя дo paзмepa нeбoльшoй плaнeты, мeдлeннo ocтывaя тpиллиoны лeт. Для тoгo чтoбы звeздa взopвaлacь, ee мacca дoлжнa знaчитeльнo пpeвышaть мaccу Coлнцa. Ecли бы нaшa звeздa былa бы в дecятoк paз бoльшe, тoгдa мoжнo былo бы гoвopить o взpывe. Cвepxмaccивныe звeзды пocлe pacxoдoвaния вoдopoдa и гeлия пpoдoлжaют cинтeз бoлee тяжeлыx элeмeнтoв – вплoть дo жeлeзa, cинтeз кoтopoгo нe coпpoвoждaeтcя выдeлeниeм энepгии. Toгдa внутpeннee дaвлeниe звeзды, удepживaвшee ee oт вoздeйcтвия гpaвитaциoнныx cил, иcчeзaeт, и звeздa взpывaeтcя, выбpacывaя в кocмoc oгpoмнoe кoличecтвo энepгии. Пocлe взpывa oт тaкиx звeзд ocтaютcя нeйтpoнныe звeзды, кoтopыe быcтpo вpaщaютcя вoкpуг cвoeй ocи, или дaжe чepныe дыpы.
Источник