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
Как предотвратить гибель Солнца?
Примерно через пять миллиардов лет наше Солнце превратится в красного гиганта и поглотит ближайшие к нему планеты — в первую очередь Меркурий и Венеру, но со временем и Землю. Впрочем задолго до этого Земля станет непригодной для жизни, так как в ходе своей трансформации в красного гиганта Солнце будет увеличиваться в размерах, а также будет расти его светимость, что приведёт к постепенному увеличению средней температуры на Земле. Более подробно этот процесс мы описали в отдельной статье .
Собственно после публикации этой статьи один из наших читателей прислал нам вопрос:
Здравствуйте. Возможно ли как-то предотвратить превращение Солнца в красного гиганта или по крайней мере продлить срок его жизни на главной последовательности?
Что же, давайте попробуем разобраться в этом.
Сразу стоит отметить, что на сегодняшнем уровне развития науки и техники у нас нет никакой возможности повлиять на срок жизни Солнца. Но хорошая новость в том, что у нас в запасе есть от 1 до 3 миллиардов лет для того, чтобы изобрести нужные технологии, поэтому давайте поразмышляем о том, что в принципе могло бы спасти наше Солнце?
Почему Солнце превратится в красного гиганта?
Солнце состоит из газа. На 75% это водород, на 25% это гелий плюс очень малая доля примесей более тяжелых элементов. Эти газы находятся в состоянии гидростатического равновесия между гравитацией, которая стремится сжать звезду и давлением, которое наоборот — стремится расширить её.
В ядре Солнца постоянно идут термоядерные реакции, в ходе которых водород превращается в гелий. В результате в ядре звезды скапливается гелий. Гравитационные силы сжимают гелий, его температура растёт. Давление начинает преобладать над гравитацией и это приводит к расширению звезды. Этот процесс идёт постоянно и в течение миллиардов лет звезда подобная Солнцу превращается в красного гиганта.
Как это предотвратить или замедлить?
- топливом для термоядерных реакций внутри Солнца является водород.
- Интенсивность течения термоядерных реакций внутри звезды зависит от массы звезды — чем массивнее звезда, тем ярче она светит и быстрее сжигает своё топливо для термоядерных реакций.
Исходя из выше сказанного есть два гипотетических способа продлить срок жизни Солнца:
- Пополнить запасы водорода на Солнце чтобы было больше топлива
- Уменьшить массу Солнца, чтобы топливо сгорало не так быстро
Рассмотрим эти способы:
Нужно больше минералов водорода
- Просто сбрасывание водорода на Солнца не является эффективным.
- Дело в том, что вещество во внешних слоях звезды не участвует в термоядерных реакциях. Даже когда звезда гибнет во внешних её слоях остается достаточно водорода для поддержания горения звезды в течение многих миллиардов лет, но этот водород не загорается, так как во внешних слоях температура и давление недостаточны для поддержания термоядерных реакций.
- Для продления срока жизни звезды необходимо было бы не сбрасывать водород на поверхность Солнца, а сделать «инъекцию» водорода в его ядро.
- 99% водорода Солнечной системы уже находится в Солнце нам нужно искать не способ сделать «инъекцию» водорода «из вне», а скорее способ «взболтать» Солнце, чтобы произошел обмен веществом между ядром Солнца и его внешними слоями.
- более того — даже если «взболтать» Солнце, всё равно через некоторое время произойдёт сепарация, а также гелий будет падать на ядро, механизм должен будет обеспечивать постоянную циркуляцию вещества внутри Солнца
- Постоянная циркуляция вещества приведёт к повышению температуры поверхности, а соответственно и яркости Солнца, плюс нужно отводить куда-то гелий, по 1-5 млн тонн в секунду, иначе реакции в Солнце будут ускорятся экспоненциально.
- Солнечный ветер позволит осуществить такой отток, но вместе с гелием солнце будет терять и много водорода, со временем уменьшится масса Солнца, уменьшится его яркость и может возникнуть другая проблема — Земля может начать замерзать!
- С другой стороны при закачивании в ядро водорода там увеличится объём зоны горения, повысится солнечная активность и значительно усилятся солнечные вспышки. Из-за них Солнечная система может стать непригодной для жизни. Возле красных карликов по этой причине не может зародится жизнь.
Есть на кого равняться
- Интересным примером является звезда HIP 102152, которая по многим показателям является звездой-близнецом нашего Солнца. К примеру температура поверхности Солнца — 5778 К, а HIP 102152 — 5723 К. Также Солнце и HIP 102152 обладают почти одинаковой массой, радиусом, поверхностной гравитацией и т.п.
- При этом HIP 102152 на 4 миллиарда лет старше нашего Солнца. Понимание процессов, благодаря которым HIP 102152 так «хорошо сохранилась» могут помочь нашим потомкам в деле продления жизни нашего светила.
Солнце, пора худеть!
Существует несколько гипотетических проектов, с помощью которых масса Солнца может быть уменьшена.
- так предлагается усилить солнечный ветер путём нагревания с помощью лазеров или микроволн отдельных участков атмосферы Солнца
- Также этот проект подразумевает создание вокруг Солнца кольцевого ток с помощью нескольких космических станций расположенных вдоль экватора Солнца. Это позволит создать вокруг Солнца мощное тороидальное магнитное поле.
- Одновременно напротив полюсов Солнца необходим создать магнитные форсунки.
- Это приведёт к появлению у Солнца устойчивых плазменных джетов на полюсах
Уменьшение массы Солнца приведёт к снижению давления в ядре и снижению интенсивности термоядерных реакций, что продлит срок жизни Солнца. В теории может быть разработана такая система «звёздного похудения», которая будет постепенно уменьшать массу звезды и поддерживать её в стабильном состоянии в течение миллиардов лет без превращения её в красного гиганта.
Подписывайтесь на наш канал здесь, а также на наш канал на youtube . Каждую неделю там выходят видео, где мы отвечаем на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!
Источник
Что произойдет когда Солнце станет красным гигантом?
Ничто не вечно в этом мире. Эта печальная истина справедлива и для всех небесных тел. Солнце — звезда питающая нас светом и теплом также имеет ограниченный срок жизни. Внутри солнца постоянно происходит термоядерная реакция превращения водорода в гелий, в результате чего небольшое количество массы превращается в чистую энергию ( E = mc² да! ). Этот процесс не будет длиться вечно, так как запасы водорода — топлива для термоядерных реакция внутри Солнца — ограничены.
За срок своего существования Солнце уже превратило в энергию массу равную примерно массе Сатурна. В следующие 5-7 миллиардов лет горючее внутри Солнца закончится. Этот процесс приведет к увеличению Солнца в размерах и превращению его в звезду иного типа — в красный гигант, после чего постаревшее Солнце сбросит внешние слои и оставит после себя планетарную туманность и маленькое ядро — белый карлик . Для внешнего наблюдателя это будет величественное и впечатляющее зрелище, но внутри солнечной системы это приведет к катастрофическим последствиям.
Превратившись в красного гиганта Солнце увеличится примерно в 250 раз и его внешняя граница будет где-то между орбитой Марса и поясом астероидов. По мере роста объема Солнце будет также терять массу. В процессе роста Солнце практически гарантированно поглотит Меркурий и Венеру, а вот на счет Земли и Марса среди ученых пока нет консенсуса. Значительная часть ученых считает, что Солнце может вытолкнуть их на более дальние орбиты, по крайней мере на это указывают расчеты.
Впрочем даже если это и произойдет Земля и Марс уцелеют только как небесные тела. Всякая жизнь в том виде в каком мы ее знаем сегодня будет уничтожена. И Земля, и Марс превратятся в выжженные, непригодные для жизни миры уже на этом этапе.
Дело в том, что красные гиганты не просто огромны, они также и гораздо горячее, чем Солнце. Марс и Земля будут выжжены. Значительная часть пояса астероидов расплавится. В основном это касается астероидов полностью или частично состоящих из веществ с низкой температурой плавления, например изо льда.
Что касается газовых гигантов, они достаточно массивны, чтобы сохранять или даже увеличить свою массу. Значительная часть массы, которую будет терять Солнце «осядет» на газовых гигантах. Планеты, которые мы наблюдаем вокруг красных гигантов сейчас все являются газовыми гигантами во много раз превосходящими Юпитер по массе. Хотя конечно свою роль может играть и эффект выборки — мы видим именно такие планеты, потому что их легче всего обнаружить.
Солнце будет настолько горячим и ярким, что значительная часть солнечной системы будет полностью уничтожена. Все газовые гиганты в настоящее время имеют систему колец — самая знаменитая из них у Сатурна. Увеличение и разогрев Солнца приведет к тому, что газовые гиганты потеряют свои кольца состоящие в основном из водяного льда.
Существенно пострадают а то и вовсе исчезнут богатые водой спутники газовых гигантов, например такие как Европа и Энцелад, от которых скорее всего останутся только их каменистые ядра, а вся водяная оболочка исчезнет. Все спутники Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна испытают существенное уменьшение в размерах так как их атмосферы испарятся. То же самое произойдет и с верхними слоями их поверхности.
Даже самые большие объекты пояса Койпера не застрахованы от воздействия Солнца ставшего красным гигантом. Даже так далекие от Солнца Эрида и Плутон будут получать в четыре раза больше солнечной энергии, чем Земля получает сейчас. Их атмосферы и поверхности в настоящее время покрытые разнообразными льдами испарятся. Также подповерхностные океаны весьма вероятно выкипят. Эти карликовые планеты станут миниатюрными копиями сегодняшнего Меркурия.
В течении нескольких десятков или даже сотен миллионов лет в отдаленных районах пояса Койпера могут сложиться условия благоприятные для зарождения жизни. Кто знает, может быть к тому времени человеческая цивилизация достигнет достаточного уровня развития, чтобы постепенно отодвигать Землю от растущего Солнца.
Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник