Ученые: когда Солнце станет белым карликом — Землю ждет незавидная участь
Группа астрономов из британского университета Уорвика (University of Warwick) использовала данные телескопа Хаббл о расположенных в радиусе 100 световых лет от нас белых карликах и прилегающем к ним пространстве. После тщательного отбора из 80 обнаруженных звезд исследователи выделили четыре, поведение которых, скорее всего, привело к разрушению некогда существовавших планет земного типа. По мнению ученых, подобная участь может постичь и Землю. На это обстоятельство указывает химический состав пылевых поясов, окружающих каждый из четырех белых карликов: PG0843+516, PG1015+161, SDSS 1228+1040 и GALEX1931+0117.
Результаты показали, что в составе этой пыли доминируют кислород, магний, железо и кремний — 4 элемента, из которых на 93% состоит Земля. Кроме того, оказалось, что в этих кольцах очень мала доля углерода, что также соответствует химическим параметрам Земли и планет земной группы. Это означает, что каждая из этих звезд в прошлом была обладателем как минимум одной землеподобной планеты. Кроме того, ученые застали одну из звезд — PG0843+516 — в процессе поглощения остатков такой планеты.
Атмосфера белого карлика состоит из водорода и гелия, все более тяжелые элементы почти мгновенно погружаются к его ядру. В атмосфере PG0843+516 ученые обнаружили железо, никель и серу: эти элементы входят в состав ядер планет земной группы, а значит, там происходит процесс падения остатков планеты в недра звезды, по расчетам ученых ежесекундно звезда съедает до 1 тыс. тонн планетного вещества.
На определенном этапе своей жизни Солнце превратится в красного гиганта, поглотив Меркурий и Венеру и превратив в раскаленную пустыню Землю. Затем, когда внешние оболочки будут сброшены, от нашего светила останется белый карлик, гравитационного влияния которого не будет хватать для поддержания оставшихся планет на текущих орбитах. Планеты начнут сталкиваться, что приведет к образованию несметного числа астероидов, сходных по составу с планетными ядрами. Те астероиды, которые столкнутся с Юпитером и Сатурном, будут направлены гравитацией газовых гигантов в сторону белого карлика, в недрах которого и прекратится их существование.
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
Учёные рассказали, как и когда погибнет Солнечная система
Солнечная система неизбежно погибнет, заявляют учёные.
Иллюстрация NASA.
Через несколько миллиардов лет Солнце превратится в белый карлик, окружённый туманностью из выброшенного вещества.
Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.
Астрономы рассчитали, когда разрушится Солнечная система. Оказалось, что до этого печального события ещё 30 миллиардов лет. (Впрочем, наша планета погибнет гораздо раньше.)
Сценарий грядущей катастрофы изложен в научной статье, опубликованной в издании Astronomical Journal.
Когда Солнца не станет
Солнечной системе около 4,5 миллиарда лет отроду (к слову, жизнь на Земле ненамного младше). Однако ничто не вечно не только под Луной, но и вообще во Вселенной.
Солнце постепенно увеличивает яркость, и уже через 1,1 миллиарда лет наша планета станет слишком жаркой для жизни. А примерно в пятимиллиардном году нашей эры светило превратится в красный гигант. Оно сильно раздуется, буквально проглотив Меркурий, Венеру и Землю.
В качестве красного гиганта Солнце просуществует ещё около миллиарда лет. Всё это время внешние слои звезды будут постепенно улетучиваться в космос. Таким образом она потеряет примерно половину нынешней массы.
К этому времени термоядерное топливо полностью закончится, и Солнце станет белым карликом. В нём уже не будет происходить никаких термоядерных реакций, так что светило будет постепенно остывать.
Через десять миллиардов лет после превращения нашей звезды в белый карлик она остынет настолько, что перестанет излучать свет (хотя ещё долго будет испускать инфракрасное излучение). Таково будущее Солнца.
Время покидать гнездо
Но что же станет с планетами? Ответ на этот вопрос и искали авторы нового исследования.
Они сосредоточились на будущем гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Меркурий, Венера и Земля, напомним, погибнут ещё на стадии превращения Солнца в красный гигант. Марс выживет, но авторы пренебрегли им. Дело в том, что гравитация Красной планеты, которая вдесятеро легче Земли, не окажет никакого влияния на судьбу соседей по Солнечной системе.
Итак, что же произойдёт с планетами-гигантами? После того как Солнце потеряет половину массы, их орбиты станут более широкими. При этом Юпитер и Сатурн попадут в так называемый резонанс 5:2. То есть Юпитер будет совершать пять оборотов вокруг остывающей звезды, пока Сатурн делает два. Из-за этого две планеты будут регулярно проходить на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга и сильно влиять друг на друга своей гравитацией.
Такая конфигурация уязвима перед тяготением пролетающих мимо Солнечной системы звёзд. Под влиянием таких рандеву новые орбиты через некоторое время потеряют устойчивость. Впрочем, «некоторое время» займёт около 30 миллиардов лет (это примерно два текущих возраста Вселенной).
Из-за наступившей нестабильности в последующие 10 миллиардов лет Солнечную систему покинут все планеты-гиганты, кроме одной (какая именно выживет – дело случая). Они превратятся в миры-изгои, летящие сквозь Галактику.
Осиротевший гигант будет обращаться вокруг несветящегося Солнца ещё примерно 50 миллиардов лет. После этого к остаткам Солнечной системы необычно близко подойдёт соседняя звезда, отправив в путешествие без возврата и последнюю планету из «большой четвёрки».
Если к тому времени что-нибудь случится и с Марсом, то на этом существование Солнечной системы можно будет считать окончательно завершённым.
Разумеется, человечество вряд ли застанет все эти печальные события. Ведь типичный срок существования биологического вида составляет от одного до десяти миллионов лет. За это время вид либо вымирает, либо настолько эволюционирует, что его приходится считать уже другим видом.
Если же через миллиарды лет в Солнечной системе всё ещё будет существовать некий разум, то вряд ли мы сейчас можем представить себе его могущество. Возможно, угасание светила и разлёт планет не станет для него такой уж неразрешимой проблемой.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали об искусственном интеллекте, предсказывающем планетным системам жизнь или смерть. Писали мы и о том, что Солнечная система могла образоваться удивительно быстро.
Источник
Белый карлик. Этапы прекращения существования звезды
Астрономия говорит, что Солнце в далеком будущем перестанет существовать, но перед этим оно превратится в белого карлика.
Белый карлик — заключительный этап жизни любой звезды. Таких звезд в космосе крайне мало, около 3-4%
Этапы прекращения существования звезды
Звезда угасает, в ней перегорает весь водород и ее ядро начинает уменьшаться. Эффективная температура звезды падает, и она превращается в красного гиганта . Разреженная оболочка звезды, очень слабо связанная с ядром, со временем рассеивается в пространстве, перетекая на соседние планеты, а на месте красного гиганта остается очень компактная звезда, называемая белым карликом .
Угасает белый карлик крайне медленно: за сотни миллионов лет интенсивность излучения падает всего на 1%. Но в итоге он должен будет исчезнуть, превратившись в черного карлика , для чего могут потребоваться триллионы лет. Белые карлики вполне можно назвать уникальными объектами Вселенной. Воспроизвести в земных лабораториях условия, в которых они существуют, еще никому не удалось.
Процессы, происходящие внутри белого карлика
Температура белых карликов остается практически постоянной, несмотря на отсутствие внутри них термоядерных реакций. Чем же это объясняется? По причине сильного сжатия электронные оболочки атомов начинают проникать друг в друга.
Это продолжается до тех пор, пока между ядрами расстояние не становится минимальным, равным радиусу наименьшей электронной оболочки. В результате ионизации электроны начинают свободно двигаться относительно ядер, а вещество внутри белого карлика приобретает физические свойства, которые характерны для металлов.
В подобном веществе энергия к поверхности звезды переносится электронами, скорость которых по мере сжатия все больше увеличивается: некоторые из них двигаются со скоростью, соответствующей температуре в миллион градусов. Температура на поверхности и внутри белого карлика может резко отличаться, что не приводит к изменению диаметра звезды. Здесь можно привести сравнение с пушечным ядром – остывая, оно не уменьшается в объеме.
Источник
Как и когда погаснет Солнце
Солнце одна из сотен миллиардов звёзд галактики Млечный Путь. Звёзды различаются по размерам, светимости, массивности. Существуют красные гиганты, коричневые карлики, нейтронные звёзды и другие.
Наша звезда относится к категории жёлтых карликов. Вот только карликом будет не всегда. Солнцу предстоит пройти несколько этапов перед тем, как оно окончательно погаснет.
Эволюция Солнца
В настоящее время возраст Солнца составляет 4,6 миллиарда лет. Состоит из 73% водорода, 25% гелия, остальные 2% более тяжёлые элементы. Каждую секунду теряет 4 миллиона тонн собственной массы в виде энергии, которая рассеивается в Космос. Часть энергии, одна миллиардная , попадает на Землю в качестве тепла, тем самым поддерживая жизнь.
Солнце расходует себя из-за термоядерных реакций, протекающих в недрах жёлтого карлика. При температуре свыше 10 миллионов градусов и невероятно высоком давлении, больше 1 миллиона атмосфер, водород
синтезируется (слияние) в гелий.
Интересный факт, что освободившаяся энергия при образовании гелия идёт на подогрев ядра Солнца и на саму Солнечную систему. Только энергия проходит путь от недр до внешней оболочки за 170 000 лет.
Сейчас Солнце находится в состоянии среднего жизненного цикла. По сравнению с младенческими годами, на 30% ярче. Через 1 миллиард лет светимость увеличится ещё на 10%.
К тому времени жизнь на Земле станет невыносимой. Температура поднимется на 40 градусов, что спровоцирует парниковый эффект. Будет подобие Венеры, температура которой 460°С. Ведь Венера ближе к Солнцу всего лишь на 30%.
В ядерной реакции участвует только водород, содержащийся в ядре (2% из 73). Когда он выгорит, в ядре останется гелий, но это произойдёт через 5 миллиардов лет. В возрасте 9,5 миллиарда лет яркость увеличится ещё на 50%, температура недр Солнца вырастит на несколько миллионов.
Превращение в красного гиганта
С повышенной температурой начнёт гореть водород в зоне лучистого переноса энергии , которая ближе всех к ядру. Из-за чего Солнце начнёт быстро расширяться, только внешняя оболочка охладится с 5500°С до 3000°С. На этом этапе жёлтый карлик начнёт превращаться в красного гиганта.
Вместо водорода в ядре продолжится термоядерная реакция гелия с превращением в углерод. Само ядро начнёт сжиматься, а остальная часть Солнца расширяться, поглощая Меркурий, Венеру. Атмосфера Солнца доберётся до Земли. В этот момент Земля полностью сгорит.
Красные гиганты живут недолго,
100 миллионов лет . Когда весь гелий в ядре сгорит, из-за отсутствия удерживающей взрывной волны, остальная часть Солнца под силами гравитации начнёт сжиматься. В общем, Солнце уже будет легче на 20%. В ядре снова окажется образовавшийся гелий от внутренней части Солнца и также вступит в ядерную реакцию. Процесс сжатия расширения пройдёт несколько раз.
Следующим этапом красного гиганта станет то, когда внешняя часть будет слабо связана гравитационными силами с ядром. Вдобавок, взрывным реакциям ядра достаточно будет «заставить» разнести внешнюю оболочку в космическое пространство. Ниже короткая анимация жизненного цикла Солнца с настоящего времени.
Появится рассеивающая планетарная туманность . Останется только ядро, состоящее из кристаллического углерода или алмаза. Из красного гиганта Солнце станет белым карликом, светимость которого в 500 раз меньше желтого карлика. Размерами белый карлик будет как Земля. Но настолько плотный и массивный, что тяжелее такого шарика может быть только нейтронная звезда или чёрная дыра.
Температура поверхности белого карлика составит 100 000 °С . Так как больше нечему гореть, то постепенно начнёт остывать. Лишь через 10 квадриллионов лет температура приблизится к минус 269 °С, превратившись в чёрного карлика.
Понравилась статья, подписывайтесь на канал, ставьте лайк, делитесь информацией в социальных сетях. Дальше будет интереснее!
Источник