Когда взорвется Солнце?
Один из вопросов, который почти всегда звучит на лекциях по астрономии: когда взорвется Солнце? Точный ответ на него, конечно, дать невозможно. Но что в конце концов произойдет с нашим светилом и Солнечной системой, можно предугадать.
КОСМИЧЕСКАЯ «КОЛЫБЕЛЬ»
Звезды, как и люди, рождаются, живут и умирают. И если рождаются они примерно одинаковым образом, то свой жизненный путь проходят и умирают совершенно по-разному.
Многие современные астрофизические теории сходятся в том, что звезды рождаются из газо-пылевых облаков. Такое облако, называемое «звездной колыбелью», очень большое, в десятки тысяч раз больше нашей Солнечной системы, и очень массивное, в миллионы солнечных масс.
«Звездная колыбель» может миллиарды лет неспешно вращаться вокруг какой-нибудь галактики, пока не произойдет необходимое для начала «родовой деятельности» происшествие. Это может быть столкновение с другой «колыбелью», прохождение через плотный рукав спиральной галактики или ударная волна от взрыва расположенной поблизости сверхновой.
И вот тогда в «звездной колыбели» происходит гравитационный коллапс, то есть стремительное сжатие. Газо-пылевое облако распадается на сгустки, часть которых сохранит облачную структуру, но некоторые, самые «маленькие», массой меньше 100 солнечных, смогут сформировать звезду.
Газ в маленьких сгустках нагревается по мере сжатия и превращается в плотную, вращающуюся вокруг своей оси сферическую протозвезду. Это потрясающе красивый процесс.
ЧТО БУДЕТ ДАЛЬШЕ?
Превратится ли протозвезда в звезду, зависит от того, насколько высокой станет температура в ее ядре. Если температура достигнет примерно десяти миллионов градусов, в ядре начнется термоядерный синтез — превращение водорода в гелий. Внутри новорожденной звезды установится гидростатическое равновесие, дальнейшее сжатие прекратится. Звезда станет стабильной и начнет светиться.
Со временем вокруг звезды смогут образоваться планеты, а на планетах может зародиться жизнь.
Но порой бывает и совсем иначе. Иногда появляются и так называемые «мертворожденные» звезды. Если температура в ядре «не дотягивает» до термоядерного синтеза, звезда становится коричневым карликом и очень быстро, за какие-то десятки миллионов лет, умирает. Гаснет, так и не успев по-настоящему разгореться. К счастью, наше Солнце относится к первой группе, и ему суждена долгая (хотя и не бесконечно долгая) звездная жизнь.
Даже небольшие, по космическим меркам, всплески солнечной активности способны вызывать на Земле магнитные бури и даже выводить из строя технику
«ИНЖЕНЕР» В ГЛУБИНКЕ?
Астрофизики оценивают возраст Солнца в пять миллиардов лет. По аналогии с человеческой жизнью, Солнце уже вышло из поры юности, но и до старости ему еще очень далеко. Самая что ни на есть трудовая пора.
Вот наше светило и трудится не щадя сил, превращая водород в гелий и за счет этого освещая и обогревая мировое пространство и нас с вами.
Надо сказать, что в мировой «звездной иерархии» Солнце занимает положение весьма среднее и по массе своей, и по светимости, и по местоположению. Снова прибегая к человеческой аналогии, можно сказать, что оно работает рядовым инженером на небольшом предприятии где-то в российской глубинке.
(Кстати, насчет глубинки: это довольно точная аналогия, так как Солнечная система располагается между двумя спиральными рукавами галактики Млечный Путь на весьма значительном расстоянии от ее центра — 32 660 световых лет.)
«Звездная иерархия» для астрофизиков — это диаграмма Герцшпрунга — Рассела, устанавливающая зависимость яркости (светимости) звезды от ее цвета и температуры поверхности.
По ней Солнце находится примерно посередине «главной последовательности», на которой располагается большинство известных нам звезд. Обычное, рядовое светило спектрального класса G, не совсем карлик, но и никак уж не гигант.
ПЯТНА НА ЛИЦЕ СВЕТИЛА
Пять миллиардов лет термоядерного синтеза привели к тому, что примерно 40% водорода в недрах Солнца уже превратилось в гелий. Поверхность Солнца медленно, но верно остывает (сейчас температура поверхности составляет около шести тысяч градусов, что в тысячу раз меньше температуры его ядра и в тысячу раз больше температуры самых жарких уголков Земли).
Подобно тому, как кожа на лице человека с возрастом покрывается морщинами, «лицо» Солнца покрывается пятнами. Природа пятен до конца не изучена, предполагается, что это зоны с относительно низкой температурой в фотосфере Солнца и собственными магнитными полями.
Что же произойдет с Солнцем и, соответственно, с Солнечной системой, когда в его недрах выгорит весь водород? Окончит оно свои дни в черном космическом холоде или, наоборот, во вспышке ярчайшего, невообразимого пламени? И, самое главное для нас, ныне живущих, — когда это может произойти?
СТАРОСТЬ И СМЕРТЬ
Успокоим читателя — согласно всем серьезным астрофизическим теориям, произойдет это очень и очень нескоро. За сотни миллионов, а может, и миллиарды лет, отделяющих нас от этого печального момента, человечество, без сомнения, найдет способ спастись. Поэтому все вышеперечисленные вопросы о дальнейшей судьбе Солнца имеют для нас сугубо теоретический, хотя и немалый интерес.
Рассмотрим самые популярные среди астрофизиков сценарии «конца света».
Через миллиард-другой лет Солнце начнет «стареть». Главного термоядерного «топлива» — водорода — в ядре будет оставаться все меньше и меньше, и Солнце из-за нарушения гидростатического равновесия будет сначала увеличиваться в размерах. Из рядового желтого светила оно превратится в красного гиганта размером с орбиту Меркурия.
ЧТО ЖДЕТ ПЛАНЕТЫ
Близкие к Солнцу планеты — Венера, Земля, Марс — превратятся в безводные и безжизненные каменные сферы. Языки солнечной короны будут непрерывно лизать поверхность опустевшей Земли, а ее плазма — тормозить ее вращение, превращая круговую орбиту в спираль.
Возможно, Земля в конце концов упадет на Солнце, возможно — нет, потому что красные гиганты живут очень недолго, всего-навсего каких-то 100-200 миллионов лет. Именно за это время последние атомы водорода превратятся в гелий, термоядерный цикл завершится, покрасневшее, раздувшееся Солнце начнет стремительно сдуваться, падать внутрь себя.
Гравитационный коллапс происходит очень быстро, и меньше чем через несколько месяцев по нашему времяисчислению Солнце превратится в крошечного, размером с Землю, но исключительно яркого из-за своего стремительного сжатия белого карлика.
А еще через сотню миллионов лет белый карлик остынет и станет карликом черныдо, сверхплотным и окончательно «мертвым» космическим объектом, лишь своей массой и гравитацией напоминающим прежнее лучезарное светило.
ДРУГОЙ СЦЕНАРИЙ
Однако все может случиться и по-другому. Как человек иногда умирает до срока от болезни или несчастного случая, так и наше Солнце может не дожить до отмеренного ему возрастного рубежа. Такой трагической случайностью для звезды может стать превращение ее в сверхновую.
Превращение Солнца в сверхновую звезду не слишком вероятно из-за его относительно небольших размеров, но возможно.
Дело в том, что, кроме превращения водорода в гелий, в недрах звезды могут происходить и другие термоядерные реакции. Когда (и если!) накопленная масса гелиевого ядра становится слишком большой, ядро не выдерживает собственного веса и начинает сжиматься, возрастающая при этом температура может вызвать превращение гелия в углерод, углерода — в кислород, кислорода — в кремний, наконец, кремния — в железо.
Естественно, при этом выделяется невероятное, колоссальное количество энергии.
Подобно раковой опухоли, внутри звезды появляется и разрастается новое, железное ядро. Оно будет расти до тех пор, пока все увеличивающаяся гравитация не сломает структуру составляющих его атомов. Электронные оболочки атомов «рухнут» на их ядра, превращая их из протонных в нейтронные.
В миллионы раз уменьшится в размерах и само ядро звезды, между ним и внешними оболочками звезды появится вакуумная прослойка, в которую и упадут эти самые внешние оболочки, разогреваясь до огромной температуры.
Вот только падать будет особенно некуда, потому что нейтронное ядро отразит внешние слои, как ракетка опытного теннисиста — летящий мячик. И тогда отраженные оболочки взорвутся, а звезда превратится в сверхновую звезду.
Если это произойдет с нашим Солнцем, то на протяжении нескольких месяцев оно будет каждую секунду выбрасывать в окружающее пространство столько лучистой энергии, сколько раньше давало за 10 тысяч лет.
И разумные существа, находящиеся на безопасном расстоянии от переставшей существовать Солнечной системы, где-нибудь в туманности Андромеды, будут с интересом наблюдать за новым, украсившим их ночное небо ярко светящимся звездным объектом, указывая друг другу на него пальцами. Или щупальцами.
Впрочем, вполне вероятно, что это будут не просто разумные, но чуждые нам существа, а наши с вами потомки. Потому что и в маловероятном случае превращения Солнца в сверхновую звезду у них будут по меньше мере десятки миллионов лет (а это немало для эволюции!), чтобы подыскать себе подходящие новые миры и добраться до них.
ОНО РАСТВОРИТСЯ?
Недавно ученые выдвинули еще несколько оригинальных гипотез того, как может погибнуть наше светило.
Они утверждают, что ни взрыва сверхновой звезды, ни «обычного остывания» Солнца не будет. Со временем светило будет сбрасывать старую и ставшую ему ненужной газовую оболочку, как змея — кожу.
В конце концов оно превратится в светящееся облако планетарного тумана, которое будет остывать несколько тысяч лет, а со временем просто растворится в космическом пространстве. Планеты Солнечной системы, оставшись без светила, станут непригодными для жизни.
Правда, астрономы так и не могли озвучить, почему Солнце должна ждать иная участь, нежели любые другие светила, которые проходят полный жизненный цикл.
Ну и не будем забывать, что апокалиптические предсказания делались во все времена. Причем озвучивали их весьма серьезные люди. Ближайшая дата гибели Солнца — 2060 год. Ее математическим путем вычислил знаменитый Исаак Ньютон. ‘
Зимой 2017 года ученые с помощью телескопа «Хаббл» зафиксировали на фото процесс образования туманности в результате смерти звезды, похожей на Солнце.
ЛИШЬ МАЛЫЕ ОТГОЛОСКИ
Кстати, даже сейчас, когда до апокалипсиса еще очень далеко, вполне мирное Солнце порой оказывает весьма негативное влияние на все живое на Земле.
Так, норвежские исследователи, начавшие свои изыскания около десяти лет назад, обработали данные приходских книг в районе Тронхейма в период с 1750 по 1900 год. Исследователи сопоставляли данные о продолжительности жизни людей с фазами солнечной активности и пришли к поистине сенсационным выводам.
Люди, появившиеся на свет во время пика солнечной активности, в среднем (без учета несчастных случаев и болезней) жили на 5,2 года меньше, чем те, кто был рожден в годы минимальной активности светила. В сезон солнечного максимума также наблюдалась повышенная детская смертность. Кроме того, в эти годы снижалась рождаемость, а также появлялось на свет больше девочек, которые позже оказывались бесплодными.
Увы, атмосфера не в состоянии полностью поглотить радиацию в период пиков активности. Именно ею обусловлено снижение продолжительности жизни людей, родившихся во время солнечного максимума.
Продолжительность солнечных циклов составляет 9-14 лет. Во время пика активности на поверхности светила бушуют бури, происходят гигантские выбросы плазмы, а астрономы наблюдают темные пятна и вспышки. Наиболее сильным в истории наблюдений принято считать солнечный максимум 1859 года.
Небо на протяжении нескольких недель полыхало, а северное сияние можно было наблюдать даже там, где его никогда раньше не видели. Стоит ли говорить, что именно в 1859 году, согласно исследованиям норвежских ученых, в районе Тронхейма родилось максимальное число людей, проживших очень короткую жизнь, а также бесплодных женщин.
Ольга СТРОГОВА, журнал «Космос. Загадки вселенной», спецвыпуск №15, 2017
Источник
Как и когда наше Солнце превратится в Сверхновую
СУДЬБА НАШЕГО СОЛНЦА (новая версия)
Зная, какой объём водорода сгорает на Солнце ежесекундно, учёные смогли подсчитать, сколько лет осталось ему догорать. Но, если внутри нашей звезды зреет не одно гелиевое ядро, как говорится в учебниках астрономии, а целая дюжина таких ядер, словно поленьев в пылающем костре, то время жизни Солнца может оказаться более коротким. Ведь скорость горения звезды и её температура будут зависеть от размеров горючего материала.
Версия того, что Солнце внутри себя имеет не одно гелиевое ядро, как это сказано в учебниках, а чёртову дюжину ядер, обусловлена строением магнитного поля самого Солнца и расположением на нем чёрных пятен, что может привести к целому ряду совершенно неожиданных открытий и выводов.
Например, ученые–солнечники заявляют, что магнитное поле Солнца обладаете множеством полюсов, чем подтверждают нашу версию о том, что.
** …что все звёзды, благодаря своему весьма сложному внутреннему строению, – существа многополярные. Причём только два полюса (в любой звезде) являются основными, а остальные, как бы — «аномальными».
***Столь сложная структура поля позволяет звёздам уверенно держаться за гигантское поле галактики, чтобы всегда оставаться на своём месте.
Можно доказать, что эти аномальные магнитные зоны возникают именно из-за расположения этих ядер. Но всё по-порядку.
Известно, что водород в свободном, то есть, освобожденном от кислорода или углерода состоянии, тут же улетучивается в космическое пространство. Туда его выталкивает магнитное поле Земли и других планет, вынуждая скапливаться вдали от гигантских звёзд, там, где магнитное поле вселенной особенно ослаблено. Только там атомы водорода, не испытывая магнитного давления небесных тел, могут соединиться в одну огромную молекулу, которая и станет новой звездой*. Но такое слияние происходит довольно интересным способом.
Докажем это в 7 этапов:
1) Наука геометрия утверждает, что тринадцать одинаковых шаров могут сложиться в более крупную шарообразную форму. Так, если один () шарик окажется в центре, а двенадцать других прильнут к его поверхности со всех сторон, то получится более крупный шар с рифленой поверхностью.
. Значит, если 13 намагниченных шариков сами сложатся в шарообразную форму, и каждый шар займет своё личное место в магнитной иерархии, то, вместо отдельных атомов водорода, в космосе возникнет множество водородных молекул. И, если не ошибаюсь, сила поля каждой молекулы будет в 13 раз больше, чем у одного отдельного атом.
2) Однако «подобное тянется к подобному», и 13 таких «первичных» молекул теперь тоже должны слиться в шарообразную форму, вобрав в себя (13 х 13) ровно 169 атомов водорода (см. рисунок).
3) Далее, на третьем этапе притяжения, в космосе должны образоваться еще более крупные молекулы, сложившиеся из тринадцати «вторичных» молекул. Они будут заключать в себе уже по 169 х 13 = 2197 атомов водорода.
Диаметр «третичной» молекулы будет чуть меньше трех нанометров, то есть, 0,000 000 003 м.
Разумеется, можно определить и абсолютно точный вес такой «снежинки», умножив атомный вес водорода на число всех атомов, слипшихся в единую молекулу. Притом, орбиты электронов каждого атома постоянно растущей молекуле должны будут выстроиться внутри нее согласно направлению силовых линий внутреннего поля молекулы (см. тот же рисунок).
4) Выросшая таким образом «снежинка» (в свою очередь!) должна слепиться с двенадцатью себе подобными (2197 х 13 = . дальше считайте сами), образовав еще более крупную молекулу.
5) Через пятнадцать — двадцать скачков роста, каждая льдинка превратится в приличную глыбу с радиусом 3 км, гладкой шарообразной поверхностью и мощным магнитным полем. По сути, это размеры мелкой ледяной кометы.
*** Возможно, облако Оорто, находящееся на расстоянии от 100 до 200 астрономических единиц от Солнца, состоит именно из таких вот (постоянно растущих) водородных глыб, из которых через некоторое число (тысяч?) лет образуется новая звезда. То есть, облако Оорто спрессуется в плотную массу и превратится в огромную водородную молекулу.
6) На каком-то этапе роста (при умножении на число 13), масса нашего шара достигнет размеров планеты Юпитер.
А когда 13 таких «юпитеров» слипнутся в единый шар, то в небе загорится новая звезда, размером с наше Солнце.
** И заметьте, что число связанных в молекулу атомов водорода (у этого Солнца) можно подсчитать с абсолютной точностью!
Впрочем, в космосе немало более крупных звезд (в 13 раз, . и более),- всё зависит только от наличия строительного материала в этом таком облаке.
7) Гигантское давление сцепившихся шаров вызовет высокую температуру, от которой вспыхнут частички сопутствующего водорода, застрявшего в теле звезды, но не связанного с общей структурой шаров. Водород, будучи в связанном состоянии, не горюч. Но под действием огня поверхности «юпитеров» разогреются, постоянно высвобождая из своей связки всё новые частички горючего водорода. Вырываясь наружу, как из газовой горелки, они создают высокотемпературную солнечную корону, гораздо более горячуу, чем тело Солнца.
*** И так, наше Солнце — это гигантская водородная молекула, которая горит уже где-то пять(?) миллиардов лет. Но если вы решите подсчитать, сколько ему осталось гореть, то вначале непременно прочтите следующую главу.
ВСЯКАЯ ЗВЕЗДА — ПРОДУКТИВНЫЙ ИНКУБАТОР ПЛАНЕТ
Докажем это в 6+2 этапов:
1) Следуя логике выше изложенного, внутри нашей звезды должно образоваться тринадцать самостоятельных центров притяжения,- по одному в каждом из тринадцати «юпитеров».
2) Туда, как в печное поддувало, должен проваливаться гелий, словно некая зола.
Версию такого устройства звёзд подтверждает и фотография улыбающегося Солнца, сделанная учеными в 2010 году.
Присмотревшись к этому фото, можно заметить, что оба солнечных «глаза» (в виде двух гигантских чёрных отверстий) появились точно в тех местах, где, судя по бугристой поверхности Солнца, сходятся вместе три «юпитера». А зловещая «улыбка» — явно приоткрывшаяся щель между стыками двух «юпитеров» расположенных ниже «глаз».
3) Каждое гелиевое ядро, развиваясь внутри своего «юпитера», должно наращивать собственное магнитное поле. Однако это поле (по закону диалектики) должно быть перевернуто относительно внутреннего поля «юпитера» и его водородной массы, окружающей ядро,- уж напрягите своё пространственное воображение или просто поверьте автору на слово.
Таким образом, (внутренние) магнитные поля водородных оболочек «юпитеров», обтекая (магнитные же!) поля гелиевых ядер, будут сжимать их с огромной силой. А (наружные) магнитные поля этих ядер, по мере нарастания их силы, будут пытаться расширить водородные оболочки, давя на них изнутри. Сегодня соотношение двух этих масс, по мнению учёных, составляет 80% к 20% в пользу водорода.
***С этого момента начинается научная страшилка для взрослых:
4) Когда соотношение двух этих масс диаметрально поменяется,- гелиевые ядра подрастут, а водородные оболочки истощатся и совсем обмякнут, то магнитные поля гелиевых ядер начнут раздувать остатки водородной оболочки Солнца. Наше Солнце начнёт быстро расти, как огромный (многокамерный) резиновый шар. Вскоре этот Жёлтый Карлик превратится вначале в Красного, а затем и в Голубого Гиганта и, через 3 — 5 миллионов лет, лопнет словно воздушный шарик.
Температура его горения неимоверно возрастет, способствуя дозреванию гелиевых ядер, как цыплят в яичной скорлупе. Это и есть космический инкубатор, в котором, еще не вылупившиеся «цыплята» превращаются в планеты с полным набором химических элементов таблицы Менделеева.
5) Когда пузатое светило лопнет, оно разбросает свои семена по грядкам всей нашей галактики.
Понятно, что космическая пыль возникает только после взрыва звёзд-гигантов.
*** Древние китайцы оставили летописную память о таком взрыве в созвездии Рака(?), рассказывая, что «большая звезда в небе днём светила ярче Солнца». С тех пор пыль от того взрыва несколько рассеялась, но учёные продолжают следить за этим процессом.
6) И так, наше Солнце, наравне с другими звёздами, вынашивает в своём чреве сразу дюжину планет земной группы, похожих на Меркурий, Венеру, Землю, Марс.
А разлетевшись в разные стороны, скажем, «на миллионы всяческих парсек», новорождённые планеты попадут в мощные магнитные сети той или иной более молодой звезды, где и займут своё место, вращаясь вокруг неё по собственным орбитам как цыплята вокруг клуши…
7)Космос – материя живая! А взрыв каждой звезды – это акт рождения новых планет. Однако, при рождении плода, должен выходить и послед — та мякоть, та питательная среда для плода, которая после рождения становится ему ненужной. Есть она и в солнечной утробе,- . о живом приходится говорить как о живом.
Так, из всех 13-ти «юпитеров», из которых сложена наша звезда, менее горячим должен оказаться тот «юпитер», который находился в самом центре звезды. Он там, можно сказать, «прохлаждался», за что и получил гораздо меньшую порцию гелия, чем другие. Поэтому гелиевое ядро в нем оказалось самым маленьким, не способным прорвать водородную оболочку.
8) Находясь в центре, и удерживая 12 «апостолов» вокруг себя, юпитер не успел прогореть на столько, чтобы раздуться и лопнуть,- для этого магнитное поле гелиевого ядра внутри него оказалось слишком слабеньким.
Но после взрыва, этот не до конца выгоревший изнутри «юпитер» вылетел вместе с остальными планетами и, будучи втянутым в магнитное поле, например, в поле нашей Солнечной системы, превратился в планету «неземной группы». И имя ему – Юпитер. А, может быть, Уран? Внутри этих планет с «мягкой» поверхностью протекают термоядерные реакции.
Во всяком случае, современные астрономы когда-нибудь сойдутся во мнении, что все «мягкотелые» планеты являются типичными «огарками» какой-нибудь взорвавшейся звезды. И если этот «огарок» снова загорится, то, пожалуй, сможет превратиться в БЕЛОГО КАРЛИКА, радиус которого будет сравним с радиусом Земли, а масса может варьироваться от 0,6 до 1,44 солнечных масс.
******
Впрочем, учёные астрономы эту придуманную версию быстро опровергнут. Они заявят, что в Белого карлика должно превратиться само Солнце, мол, у него не хватит магнитной энергии, чтобы взорваться и оно просто сдуется. Значит, звезда таких «мелких» размеров должна оказаться не плодородной, и никаких «цыплят» она на свет произвести не сможет. А Голубыми гигантами, по их мнению, становятся более крупные звёзды, превышающие массу нашего Солнца в 13 и более раз.
Так ли это на самом деле,- время покажет.
*** ***
******
Источник