во что превратится солнце в конце своей жизни
Солнце: когда и как умрет наша звезда?
Солнце, без которого жизнь никогда не была бы возможна на Земле, не вечно. Вот как должен выглядеть конец нашей звезды, возраст которой сегодня составляет 4,6 миллиарда лет.
Для звезд продолжительность жизни определяется их массой. Чем больше она массивна, тем больше жизнь коротка и состоит из нескольких миллионов лет, чтобы наконец закончиться неистовым пламенем космического фейерверка, сверхновой.
Для нашего Солнца все будет иначе. Наша звезда представляет собой желтый карлик, общая продолжительность жизни которого по массе (в 330 000 раз больше массы Земли) составляет около 10 миллиардов лет. Хорошая новость для жизни на Земле: сейчас ей всего 4,6 миллиарда лет, поэтому она должна еще светить пять миллиардов лет, по оценкам астрономов.
Тем не менее по-прежнему необходимо будет думать о перемещении, потому что Земля станет непригодной для жизни менее чем через миллиард лет (несмотря на текущее глобальное потепление). Почему? Потому что светимость Солнца будет продолжать расти примерно на 10% каждые миллиард лет. Таким образом, наша нежно-голубая постепенно превратится в печь, подобно, возможно, тому аду, который сейчас царит на нашей соседке Венере.
Следовательно, обитаемая зона в нашей Солнечной системе сместится. Также можно представить, что Homo sapiens мигрирует на Марс, который станет более мягким. Но если бы это случилось, это не продлилось бы долго. Поэтому, возможно, нам придется отправиться на другие звезды, если человеческий род тогда сможет это позволить.
Что будет, когда Солнце умрет?
Со временем запасы водорода, накопленные Солнцем при рождении, иссякнут. Обладая относительно небольшой массой, звезда на протяжении миллиардов лет поддерживала баланс между гравитацией и излучением (в результате синтеза водорода). Но наступит «день», когда топливо закончится.
Тогда в сердце звезды будет править гелиевое ядро (созданное путем слияния водорода), которое рухнет на себя. Температура, которая увеличивается при сжатии, высвобождает энергию, которая отталкивает внешние слои Солнца. Всего за пять миллионов лет звезда значительно вырастет и превратится в то, что астрофизики называют красным гигантом. Красный, потому что температура его поверхности упадет (до 3000 К).
Смогут ли наши потомки в изгнании наблюдать за остальным Солнцем, вокруг которого процветала жизнь? Исследование, опубликованное в мае 2018 года, показало с помощью моделей звездной эволюции, что это будет возможно. Из-за своей массы Солнце было бы на пределе светимости. Таким образом, планетарная туманность будет видимой, но очень слабой.
Что дальше? Это действительно будет конец? Нет. Огненному сердцу понадобятся миллиарды лет, чтобы остыть и стать черным карликом. Тем временем, у Солнца впереди еще много прекрасных дней.
Этапы, через которые пройдёт Солнце, перед тем, как погибнуть, и как это будет происходить
Солнце погибнет вовсе не в результате взрыва — оно будет меняться постепенно. пока не будет разрушено.
Примерно через 1.1 млрд. лет Солнце начнёт меняться. Поскольку водородное топливо в ядре будет израсходовано, горение будет происходить, в основном, на поверхности, из-за чего звезда станет светить намного ярче, и возросшее излучение окажет разрушительное воздействие на нашу планету. Средняя температура поверхности Земли повысится примерно до 75°С. Океаны испарятся, и планета станет безжизненной пустыней.
Когда Солнце использует весь водород для создания энергии, оно преобразует его в гелий, и в конце концов, гелия станет намного больше. Гелий — элемент неустойчивый, поэтому он начнёт разрушаться. Ядро Солнца станет еще плотнее и горячее, звезда увеличится в объёме в полтора раза и станет вдвое ярче, чем сейчас.
В течение следующих 700 млн лет оно будет продолжать расти, а после этого немного остынет. С пустынной поверхности Земли Солнце будет выглядеть как огромный оранжевый шар. висящий в туманном небе.
В возрасте около 1.2 миллиардов лет Солнце потеряет примерно четверть массы, и тогда изменятся орбиты планет: Венера окажется примерно на той же орбите, где сейчас Земля, а сама Земля отодвинется ещё дальше.
В конце концов, Солнце превратится в красного гиганта — увеличится примерно в 166 раз. и его «корона» достигнет того места, где раньше как раз была орбита Земли. Меркурий и Венера к этому моменту уже будут поглощены светилом. На Земле же станут плавиться и течь горы, и образуются колоссальные раскалённые потоки и моря лавы. Огромное красное Солнце затмит половину неба.
Хотя «внутренние» планеты неизбежно погибнут, на отдалённых мирах может зародиться жизнь. Например, расплавятся льды спутника Юпитера Европы.да и Плутону наконец-то хватит солнечного света и тепла.
Когда солнце достигнет своего максимального размера, его ядро раскалится до температуры 100 млн °С, и это вызовет синтез гелия. Атомы гелия начнут разрушаться, выделится колоссальное количество энергии. Солнце опять начнёт уменьшаться в размерах, хотя первоначального уже никогда не достигнет. Это будет продолжаться в течение следующих 110 млн лет. После этого, в результате ядерной реакции, появятся новые элементы — кислород и углерод. Когда их накопится в ядре Солнца достаточно много, оно снова вдвое увеличится в размерах. Наконец, снова останется гелиевое ядро, углерод и кислород разрушатся, но энергии хватит, чтобы началась непосредственно гибель.
Солнце будет неуклонно увеличиваться в размерах, пока гелия и водорода ужене останется. Оно станет в 180 раз больше и в тысячи раз ярче, чем сейчас. Огромное количество вещества будет выброшено в космос, и почти половина массы будет потеряна. Внутренние планеты к тому времени станут не более, чем воспоминанием.
Тонкая оболочка оставшегося гелия, окружающего углеродно-кислородное ядро, будет нестабильной, и Солнце начнёт пульсировать, теряя при каждом импульсе всё больше массы, пока не останется только ядро — сфера размером примерно с Землю. Она будет очень горячей, но это — всего лишь остаточное тепло. Ядро будет становится холоднее, пока не остынет окончательно.
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
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.
Что будет с Солнцем в конце жизненного цикла?
Солнце — типичная звезда, а значит ее жизненный цикл ограничен временем. Астрофизики оценивают срок жизни нашего светила примерно в 10 миллиардов лет, а значит, грубо говоря, Солнце находится в середине пути. Что же будет потом, в самом конце?
© bilgify.com
В черную дыру звезда не сколлапсирует да и сверхновой не взорвется из-за недостаточной массы, но вот до красного гиганта «раздуется» все всяких сомнений. Солнце будет становиться все больше и больше, поглощая одну за другой планеты земной группы.
Если человечество не уничтожит к тому времени собственную планету, то нужно смириться с тем фактом, что все самое прекрасное и великое, создаваемое в нашей истории, будет просто «проглочено» милым Солнышком, что сегодня дарует свет и тепло.
Почему Солнце станет красным гигантом?
В ядре начнут выгорать остатки водородного топлива, что приведет к его сжатию, а внешняя оболочка напротив будет активно расширяться. Этот процесс тоже не продлится вечно и в ядре появится температурная неустойчивость.
© helloaquarius.org
Термические пульсации внутри «раздутой» звезды приведут к тому, вся внешняя оболочка будет сорвана и превратится уникальную планетарную туманность. В центре этой красоты будет вращаться крошечное ядро (белый карлик), которое начнет медленно остывать.
«Если бы масса Солнца была хотя бы на 1% меньше, то никакой бы планетарной туманности не получилось, а наша звезда бы погибла скучно и непримечательно. Вселенная в очередной раз демонстрирует идеальную гармонию», — сказал астрофизик Альберт Зейлстра.
Как произойдет гибель нашего Солнца в закладки
То, что жизненный цикл нашей звезды, Солнца, однажды подойдет к своему концу, – общеизвестный факт. По предположениям ученых, этот цикл составляет около 10 миллиардов лет. Текущий возраст нашего светила приближается к отметке в 5 миллиардов лет. Это подводит к очень интересному и важному вопросу: что именно произойдет, когда Солнце достигнет своего предела? Все начнется с того, что со временем звезда переработает весь свой водород в гелий. После этого оно начнет умирать. К счастью для нас, произойдет это еще очень нескоро.
Существенно повысится активность парниковых газов
Эти облака некоторое время будут защищать Землю от возросшего радиоактивного излучения. Однако после какого-то времени тепла на планете накопится слишком много, и океаны начнут в буквальном смысле закипать. С этого момента жизнь на Земле существовать не сможет. Если к этому моменту мы еще не погибнем, то в конечном итоге обязательно умрем от недостатка воды и очень сильного тепла.
Солнце сначала расширится…
Солнце не только станет ярче, но и существенно увеличится в размерах. Как только звезда израсходует все свое топливо для термоядерной реакции, она перейдет в другую фазу жизненного цикла. Станет красным гигантом. Несмотря на увеличенный размер, фактическая температура звезд, находящихся в фазе красных гигантов, ниже, чем у других звезд – всего 2000-3000 градусов Цельсия. На первый взгляд может показаться, что это много, но это если не учитывать нынешнюю температуру Солнца, которая может варьироваться от 5000 до 9000 градусов Цельсия.
Несмотря на то, что именно такая судьба ожидает наше светило, не всегда то же самое происходит и с другими звездами. Более компактные, например, которые называют красными карликами, настолько слабые, что когда они израсходуют все свое топливо, то просто потухают. Правда, сам жизненный цикл таких звезд длится гораздо дольше, чем у других видов. С другой стороны, синие и белые гиганты могут быть настолько большими, что способны выжигать более тяжелые химические элементы до тех пор, пока в конечном итоге не развивают твердое железное ядро. После этого они коллапсируют в сверхновые.
…А затем сожмется
На этом изменения Солнца не закончатся. Когда звезда сожжет весь гелий, она не сможет сделать то же самое с углеродом и в конечном итоге сожмется до белого карлика. В этой фазе светило станет гораздо меньше в размерах по сравнению с изначальным видом.
Белые карлики обладают гораздо меньшим запасом энергии, но при этом имеют очень большую продолжительность жизненного цикла. Звезды этого типа продолжат свое существование в такой форме в течение следующих миллиардов лет, пока в итоге не превратятся в так называемые черные карлики. Ученые не могут определенно сказать, сколько времени займет этот процесс, потому что Вселенная еще не настолько старая, чтобы появились хотя бы первые черные карлики!
Изменится орбита Земли
Очевидно, что к тому времени, когда наше Солнце умрет, все на Земле уже погибнет, но это не означает, что планета остановится. Когда звезда достигнет фазы красного гиганта, то она расширится как минимум на три четверти расстояния до Земли.
Возможно, вы подумали, что Земля в таком случае выгорит до основания. Но на удивление все будет совсем не так. С расширением Солнца и его приближением к нашей планете гравитационные силы Земли и других соседних планет ослабнут. Это ослабление приведет к тому, что планеты отдалятся от Солнца и займут более безопасные орбиты. Для Меркурия и Венеры судьба будет гораздо печальнее – их просто сожрут. Конечно же, на нашей планете к этому времени все жизненные формы исчезнут, поэтому такой «побег» планеты будет фактически бессмысленным.
На других планетах может появиться жизнь
Как уже отмечалось выше, к тому моменту, как Солнце превратится в красного гиганта, жизнь на Земле исчезнет, но ведь это не исключает возможности того, что она сможет появиться где-то еще. Юпитер и Сатурн – две гигантские планеты с множеством спутников, которые могут стать обитаемыми.
Такие спутники, как Европа и Ганимед, представляются наиболее подходящими. Да, сейчас они полностью покрыты льдом (на Европе так вообще имеется подповерхностный океан, если верить отчетам астрономов), но с увеличением размера Солнца увеличится и область воздействия его света, который может растопить этот лед, создав тем самым среду, подходящую для существования знакомых нам форм жизни.
Гибель Солнца будет сопровождаться более значимым галактическим событием
Разумеется, это событие не будет вызвано гибелью нашего Солнца, но будет происходить одновременно вместе с ним. Млечный Путь и Андромеда двигаются по направлению друг к другу со скоростью 402 000 километров в час. Обе галактики встретятся именно тогда, когда жизнь нашей звезды подойдет к своему завершению. Столкновение неизбежно. Событие столкновения таких гигантских космических структур, конечно, может пугать, но в реальности нашу Солнечную систему, включая само Солнце, это событие не затронет, и они будут в порядке.
Правда, в порядке все будет лишь до того момента, пока звезда не решит завершить свой жизненный цикл. Ее фазный переход продолжится и после того, как на основе двух галактик появится одна новая. Если получится так, что каким-то образом жизнь где бы то ни было в нашей системе сохранится, то можно лишь предположить, какая поразительная картина сталкивающихся газов и звезд будет видна для нее на ночном небе.
На внешних границах Солнечной системы станет теплее
Мы уже говорили, что Солнце станет больше и ярче в какой-то момент процесса своей гибели. Это приведет к тому, что более близко расположенные к нему планеты превратятся в выжженные пустоши, но что будет с планетами и карликовыми планетами, которые сейчас «мерзнут» вдалеке?
Правда, все изменится, когда Солнце превратится в белого карлика. Но по крайней мере к тому моменту внешние границы Солнечной системы тоже хотя бы раз смогут почувствовать тепло нашей звезды.
Люди на Земле точно не выживут
Возможно, жизнь к моменту гибели Солнца появится где-то еще, но на Земле ее дни будут сочтены безоговорочно. К сожалению, все то, над чем мы работали и строили, будет уничтожено вместе со смертью нашей звезды. Поверхность планеты станет настолько горячей, что жить на ней будет невозможно. Даже если мы каким-то образом создадим некую технологию защиты от экстремальных температур, то мы все равно вряд ли сможем вырастить что-то в качестве еды, впрочем, и доступа к воде у нас тоже не будет. Абсолютно все, что необходимо для выживания, перестанет существовать.
Вообще, в какой-то степени странно представлять, что к этому моменту уже абсолютно все утратит свой смысл. Именно поэтому остается лишь надеяться, что где-то еще жизнь сможет начать все сначала. Очень маловероятно, что она будет выглядеть или хотя бы походить на человеческую расу. А если она и будет обладать похожими особенностями, то потребуется как минимум еще несколько миллиардов лет для того, чтобы жизненные формы развились хотя бы до нашего уровня сегодня.
Астероиды покинут нашу систему
Все мы уже привыкли к тому, что в нашей Солнечной системе находится множество различных астероидов. Но все они при гибели Солнца и перехода в фазу белого карлика тоже столкнутся с серьезной проблемой. К этому моменту Юпитер и другие дальние планеты уже изменят свои орбиты из-за радикальных изменений, связанных с нашим светилом. Так как Юпитер обладает огромной массой, то центром массы в системе, скорее всего, станет именно он. Он обладает очень мощной гравитационной силой. Ее вполне хватит для того, чтобы изменить орбиты астероидов, а некоторые из них и вовсе выкинуть на пределы Солнечной системы. Эти космические булыжники также могут быть брошены в сторону белого карлика или просто перемолоты гравитационными изменениями в пыль.
Ученые способны делать такие предсказания благодаря наблюдению за уже существующими белыми карликовыми звездами. Несмотря на то, что нужно выяснить еще множество особенностей по поводу Солнца, когда оно войдет в эту фазу, ученые отметили, что области вокруг белых карликов содержат множество пыли. Это, скорее всего, является прямым доказательством того, что раньше возле звезды могли находиться некие твердые космические тела, которые с гибелью своих звезд превратились в то, что и увидели астрономы.
Люди могут попытаться найти еще один шанс
Сложно пытаться предсказать, какого уровня технологий мы сможем достичь в будущем, но довольно интересно представить такие возможности. Мы уже вплотную подобрались к тому, чтобы увидеть на дорогах общественного пользования самоуправляемые автомобили и другие футуристичные средства передвижения. Возможно, к тому моменту, когда все пойдет для нашей Солнечной системы очень плохо, мы уже сможем разработать способы путешествия на дальние космические расстояния. Нам уже известны места, которые могли бы быть обитаемыми, поэтому, когда придет время, мы могли бы туда наведаться. Вполне возможно, к тому моменту наша раса уже сможет превратиться в межпланетный вид и заселит множество других солнечных систем.
Сегодняшние новости говорят о подготовке NASA к полету на Марс. Многие другие компании, как частные, так и государственные, тоже выражают желание стать первыми колонизаторами Красной планеты. Если такая миссия действительно получится, то для человеческого будущего это станет настоящей революцией. Конечно же, полет на Марс и его заселение будут не такими масштабными, как это могло бы быть с заселением другой галактики или хотя бы солнечной системы, но, как говорил в свое время Нил Армстронг, «Это маленький шаг для человека и огромный скачок для всего человечества».
Нам остается лишь надеяться, что мы сможем избежать катастрофических событий до того момента, как у нас появится шанс заняться колонизацией Вселенной. Большинство того, что находится «там», нам остается неизвестным. Даже наши телескопы пока недостаточно мощны, чтобы разглядеть особенности тех или иных планет в других системах. В большинстве случаев все делается на базе предсказаний и анализа данных. Мы пока не знаем всех масштабов Вселенной, как и масштабов всех наших возможностей. Но даже если гибель Солнца сейчас может представляться для нас как гибель всего того живого, что нам известно, на самом деле это может быть не так. Единственное, что нам известно или по крайней мере очень хотелось бы на это надеяться, что наши умы смогут отправить нас во Вселенную гораздо дальше, чем мы можем сейчас себе представить.