Эволюция солнца: происхождение, строение и стадии
Солнце — это звезда, находящаяся в центре собственной Солнечной системы. Вокруг него вращаются восемь планет, одна из которых — это наш дом, планета Земля. Солнце является той звездой, от которой напрямую зависит наша жизнь и существование, ведь, не будь его, мы бы даже не родились. А если Солнце пропадет (как все-таки прогнозируют наши ученые, это произойдет в далеком будущем, через несколько миллиардов лет), то человечеству, да и всей планете в целом придется очень несладко. Именно поэтому оно на данный момент является самой главной звездой для нас. Одна из самых интригующих и интересных тем, связанных с космосом, — это строение и эволюция Солнца. Именно этот вопрос мы рассмотрим в этой статье.
Как эта звезда родилась?
Эволюция Солнца является очень важным вопросом для нашей жизни. Оно появилось гораздо раньше Земли. Ученые предполагают, что сейчас оно находится на середине своего жизненного цикла, то есть этой звезде уже порядка четырех или пяти миллиардов лет, что очень и очень много. Происхождение и эволюция Солнца тесно переплетаются между собой, ведь зарождение звезды играет важную роль в ее развитии.
Если говорить очень коротко, то Солнце образовалось от большого скопления газовых облаков, пыли и различных веществ. Вещества все накапливались и накапливались, вследствие этого центр данного накопления начал приобретать собственную массу и гравитацию. Затем это распространилось и по всей туманности. Дело дошло до того, что середина всей этой массы, состоящая из водорода, приобретает плотность и начинает затягивать в себя летавшие вокруг газовые облака и частицы пыли. Затем произошла термоядерная реакция, благодаря которой и зажглось наше Солнце. Так, постепенно разрастаясь, данная субстанция преобразовалась в то, что мы сейчас называем звездой.
На данный момент она является одним из главных источников жизни на Земле. Если бы только ее температура увеличилась на несколько процентов, то нас бы уже не существовало. Именно благодаря Солнцу наша планета зародилась и имела идеальные условия для дальнейшего развития.
Характеристики и состав Солнца
Строение и эволюция Солнца взаимосвязаны. Именно по его строению и еще нескольким факторам ученые и определяют то, что произойдет с ним в будущем и как это может повлиять на человечество, животный и растительный мир нашей планеты. Разузнаем немного об этой звезде.
Раньше считалось, что Солнце — обыкновенный желтый карлик, ничего собойне представляющий. Но позже выяснилось, что оно имеет в своем составе множество химических элементов, причем весьма массивных. Если подробно расписывать, из чего состоит наша звезда, можно потратить на это целую статью, так что можно упомянуть об этом лишь вкратце.
Самую весомую часть в составе Солнца играют водород и гелий. Также оно содержит множество других веществ, например, железо с кислородом, никелем и азотом, много других, однако на их долю приходится всего 2% состава.
Поверхностное покрытие этой звезды называется короной. Она очень тонкая, так что ее практически не видно (за исключением тех случаев, когда Солнце темнеет). Корона имеет неровную поверхность. В связи с этим она покрывается дырами. Именно через эти дыры с огромной скоростью просачивается солнечный ветер. Под тонкой оболочкой находится хромосфера, которая в толщину вытянулась на 16 тысяч километров. Именно в этой части звезды происходят различные химические и физические реакции. Тут же и образуется знаменитый солнечный ветер — наплыв вихря энергии, который зачастую является причиной различных процессов на Земле (северные сияния и магнитные бури). А самые мощные бури огня происходят в фотосфере — плотном и не просвечивающем слое. Основная задача газов в данной части — это потребление энергии и света из более нижних слоев. Температура здесь достигает шести тысяч градусов. Место обмена энергии газов — в конвективной зоне. Отсюда газы поднимаются в фотосферу, а затем обратно возвращаются для получения необходимой энергии. А в котле (самом нижнем слое звезды) происходят очень важные и сложные процессы, связанные с протонными термоядерными реакциями. Именно отсюда все Солнце получает свою энергию.
Последовательность эволюции Солнца
Вот мы и подошли к самому главному вопросу нашей статьи. Эволюция солнца — это изменения, происходящие со звездой в процессе ее жизни: начиная от рождения и заканчивая смертью. Ранее говорилось, почему людям важно знать об этом процессе. Сейчас же мы разберем несколько стадий эволюции Солнца по порядку.
Через один миллиард лет
Прогнозируется повышение температуры солнца на один десяток процентов. В связи с этим все живое на нашей планете вымрет. Так что остается надеяться на то, что люди освоят другие галактики к этому времени. Возможно и то, что некоторая жизнь в океане все-таки сможет иметь шанс на существование. Наступит период максимальной температуры звезды за всю ее жизнь.
Через три с половиной миллиардов лет
Яркость Солнца увеличится чуть ли не вдвое. В связи с этим произойдет полное испарение и улетучивание воды в космос, после чего любая земная жизнь не будет иметь и шанса на существование. Земля станет подобна Венере. Далее в процессе эволюции Солнца его энергетический источник начнет постепенно выгорать, покров расширится, а ядро, наоборот, начнет уменьшаться.
Через шесть с половиной миллиардов лет
В центральной точке солнца, где находится источник энергии, запасы водорода до конца истощатся, а гелий начнет собственное сжатие из-за того, что не может существовать в подобных условиях. Частицы водорода продолжают сгорать лишь в короне Солнца. Сама звезда начнет превращаться в сверхгиганта, увеличиваясь в объемах и размере. Яркость постепенно будет повышаться вместе с температурой, что приведет к еще большему расширению.
Через восемь миллиардов лет (крайняя стадия развития Солнца)
Горение водорода запустится по всей звезде. Это когда ее ядро накаляется очень и очень сильно. Солнце совсем сойдет со своей орбиты в процессе расширения от всех вышеперечисленных процессов и будет вправе называться красным гигантом. В этот момент радиус звезды разрастется более чем в 200 раз, а поверхность ее охладится. Земля же не поглотится разгоревшимся Солнцем и отойдет со своей орбиты. Позже она может быть поглощена. Но если этого и не произойдет, то все равно вся вода на планете перейдет в газообразное состояние и улетучится, а атмосфера все-таки будет поглощена сильнейшим солнечным ветром.
Далее на протяжении нескольких миллиардов лет Солнце будет менять свое состояние от красного гиганта до маленького карлика несколько раз. В дальнейшем оно истощится и погаснет окончательно.
Как говорилось ранее, эволюция Солнца очень сильно повлияет на нашу жизнь и существование планеты в целом. Как не очень сложно догадаться, в любом случае это будет очень плохо для Земли. Ведь вследствие своей эволюции звезда разрушит всю цивилизацию, возможно, и вообще поглотит нашу планету.
Делать такие выводы было просто, ведь люди уже знали, что Солнце — это звезда. Эволюция Солнца и звезд того же размера и типа протекает похожим способом. На почве этого и строились, а также подтверждались фактами эти теории. Смерть — неотъемлемая часть жизни любой звезды. И если человечество хочет выжить, то нам придется в будущем вложить все силы в то, чтобы покинуть нашу планету и избежать ее участи.
Источник
Эволюция Солнца: от рождения до гибели
Наше Солнце – одна из бесконечно многочисленных звезд класса G. Оно нам ежедневно светит, никак не меняется. Поэтому создается впечатление, что оно всегда было таким, таким и останется.
По факту, оно эволюционирует. По меркам человеческой жизни (и человеческой цивилизации, что уж скрывать) делает это наша звезда медленно. Но главное остается – оно когда-то возникло, когда-то исчезнет.
Посмотрим на этапы жизненного пути родного светила.
1. Рождение (4,6 млрд. лет назад)
Сколько проживет Солнце вообще, доподлинно не известно. В любом случае, триллион лет оно просуществует.
Что известно ученым однозначно – это сколько лет ему сейчас. Как показали расчеты, жизнь нашего светла началась 4,6 млрд. лет назад в плотном газовом облаке.
Под воздействием гравитации оно уплотнялось, пока не нагрелось до такого состояния, чтобы сформировать водородно-гелиевый шар. Сбросив с себя остатки непоглощенного вещества, оно засияло в космическом пространстве.
Остатки материи пошли на формирование планет и малых тел солнечной системы.
2. Основной этап (1-10 млрд. лет)
Сейчас Солнце находится в стандартном режиме работы: ежесекундно перерабатываются миллионы тон водорода. Он превращается в гелий. Параллельно гелий превращается в более тяжелые химические соединения.
Горение водорода постепенно раздувает звезду. Нам это не заметно, так как масса Солнца очень большая. Зато через 1 млрд. лет размер газового шара увеличится на 10-12 %.
Земля превратится в Венеру через 1-2 млрд. лет. Случится следующее: нагрев поверхности планеты приведет к вскипанию всей жидкой воды на планете. Парниковый эффект породит непригодные для жизни температуры в 200-400 градусов по Цельсию. Жизнь будет возможна только под землей.
Но, ядерный синтез не бесконечен.
Рано или поздно топливо на ядерные реакции закончится. Случится это через 4-5 млрд. лет.
3. Красный гигант (10,5-11 млрд. лет)
По мере истощения водорода центральная часть нашей звезды начнет уплотняться. Сила гравитации станет превалировать над давлением от ядерных реакций.
В результате, верхние слои звезды начнут расширяться. По прогнозам, размер Солнца увеличится настолько, что сможет достичь орбиты Земли.
В последние моменты истощения водорода произойдет схлопывание центральной части светила. Внешние слои будут отброшены за пределы солнечной системы.
По времени это займет достаточно мало: не более нескольких миллионов лет. По звездным меркам это быстро.
4. Белый карлик (0,12-1+ трлн. лет)
После образования белого карлика Солнце сможет существовать много времени. Жизнь таких звезд стабильна. 1 трлн. лет для них – норма. Все зависит от скорости остывания вещества.
Размер белого карлика будет равняться 5-10 тыс. км максимум. Для сравнения, сейчас диаметр Солнца составляет больше 1,3 млн. км. Произойдет сжатие в 100 раз по сравнению с сегодняшним размером.
5. Черный (темный) карлик
Звезды подобного вида пока что не обнаружены: это не удивительно. Вселенной всего 13 с лишним млрд. лет. Средняя же жизнь белого карлика, который формирует этот тип звезд – не менее 500 млрд. лет.
По сути, это конечная стадия бытия солнцеподобной звезды: холодное плотное вещество, которое многие триллионы лет будет рассеиваться в окружающем пространстве.
Подписывайтесь – способствуйте развитию канала.
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