Ученые предсказали скорую гибель солнца и земли после аномальных вспышек. Возможно ли угасание Солнца? Жизнь и смерть солнца
Звезда, которая дарит нам жизнь, не бессмертна. Астрономы считают, что продолжительность жизни Солнца примерно 13 миллиардов лет, из которых минуло уже почти 5 миллиардов. Все оставшееся время Солнце будет постепенно разогреваться и увеличиваться в размерах, превращаясь из желтого карлика, каким оно считается сейчас, в красного гиганта. Диаметр гиганта будет в 170 раз превышать диаметр нашего сегодняшнего светила. Выросшее Солнце поглотит Меркурий, расплавит Венеру, а Землю превратит в раскаленную докрасна монолитную безводную и безжизненную скалу. Поскольку Земле придется вращаться фактически в солнечной короне, составляющие корону газы будут тормозить ее движение, и наша планета по спирали будет приближаться к звезде. Может, даже и упадет в нее, если успеет. Хотя, наверное, не успеет, поскольку период существования красного гиганта по космическим меркам чрезвычайно короток - примерно 200 миллионов лет.
Если Земля переживет и это, то ее ожидает не менее грустная картина. Когда ядерная топка Солнца переработает весь водород в гелий, звезда под действием собственной гравитации начнет сжиматься - как шарик, который сначала долго надували, а потом отпустили, не завязав. Она будет падать вовнутрь себя, что называется коллапсом. Продолжаться это может от нескольких недель до года. Стремительно сжимающаяся внешняя оболочка разогреется до таких температур, какие сегодняшнему Солнцу и не снились. На финише своей звездной карьеры оно сожмется в ярко сияющую звездочку, белого карлика, размером не превышающего Землю. Наперсток вещества, из которого теперь состоит бывшая звезда, весит около 7 тонн. Все пребывает во мраке и холоде. Спустя еще несколько сотен миллионов лет новообразование остынет и сделается из карлика белого карликом черным - сверхплотным мертвым объектом, по весу и по гравитационной силе равным сегодняшнему Солнцу.
Однако не все астрономы уверены, что это должно произойти через 8 миллиардов лет. Некоторые говорят, что умереть звезда, а вместе с ней и все ее окружение, может значительно раньше. Как иной человек гибнет в молодых летах от болезни или несчастного случая, так и звезда может не дожить до своего астрофизического возрастного рубежа. Самой частой смертельной болезнью звезд является «взрыв сверхновой». Обычно эта болезнь развивается по такому сценарию. В ядре звезды происходят термоядерные реакции синтеза. Проще говоря, под воздействием высокого давления и температуры более простые вещества превращаются в более сложные. При этом выделяется огромное количество энергии. Процесс превращения заканчивается на стадии появления железа. Постепенно в недрах звезды, наподобие онкообразования, формируется железное ядро. Ядро растет до тех пор, пока все увеличивающаяся гравитация не сломает структуру составляющих его атомов. Как небоскреб, который строили до тех пор, пока он не развалился, не выдержав собственного веса. После такого разрушения электроны в атомах упадут со своих орбит на ядра и, соединившись с протонами, превратятся в нейтроны и нейтрино. Первые составят новое, нейтронное, ядро, а вторые стройными потоками понесутся в космос. Такое обрушение произойдет за считанные секунды. В эти секунды диаметр ядра уменьшится в миллионы раз. Между сжавшимся ядром и оставшейся звездной оболочкой образуется вакуумная прослойка, в которую эта оболочка начнет проваливаться, попутно разогреваясь до все более высоких температур. Упав на нейтронное ядро, оболочка отскочит от него, как каучуковый шарик. Этот отскок спровоцирует множественные термоядерные взрывы, которые к тому же будут подпитываться мощнейшим нейтринным потоком. Иначе говоря, звездная оболочка взорвется и разлетится по Вселенной. При взрыве звезда будет выбрасывать за каждую секунду столько энергии, сколько дает наше Солнце за 10 тысяч лет. А сам взрыв может продолжаться до нескольких месяцев.
Хотя подавляющее большинство астрофизиков считают, что судьба сверхновой нашему светилу не грозит (слишком мало оно, размером не вышло), с этим мнением согласны не все.
Так, голландский ученый Пирс Ван дер Мейер не просто уверен в том, что Солнце станет сверхновой, он еще и убежден: произойдет это уже в ближайшие годы, а именно - в 2010 году. По его данным, температура солнечного ядра за последние несколько лет поднялась с 15 миллионов градусов по Цельсию до 27 миллионов. Это говорит о том, что в солнечных недрах интенсивно формируется новое ядро. Если процесс будет идти теми же темпами, то, по расчетам голландца, Солнцу осталось существовать всего несколько лет. Ученое сообщество относится к такому прогнозу с юмором. Но солнечная активность сейчас растет, солнечные вспышки бьют по мощности один рекорд за другим. А на 2020-е годы приходится сразу нескольких циклов солнечной активности - 11-летний, 22-летний, 100-летний, 400-летний и 900-летний.
Рванет Солнце в ближайшее десятилетие или нет - пока неизвестно. Ученые из Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН уже рассчитали сценарий, по которому будет развиваться (если будет) этот апокалипсис, и поместили его в журнале «Итоги». Со стороны Земли катаклизм будет выглядеть так. Примерно через 8 минут после начала взрыва наше небо все разом вспыхнет слепяще-белым пламенем, причем как на дневной, так и на ночной стороне. Собственно, больше люди ничего не увидят, потому что человечество просто сразу исчезнет, испарится. Но процесс будет продолжаться.
Вот чудовищные потоки космической радиации пробивают магнитное поле планеты и уничтожают все, что не успела сжечь лучистая энергия взорвавшегося светила. Температура земной атмосферы поднимается до 3–5 тысяч градусов по Цельсию. Планету окутывают облака пара, зависая на высоте 50–60 километров. Сквозь них, как через светофильтр, проступает чудовищно яркий и постоянно увеличивающийся в размерах шар разлетающегося Солнца. Ночной небосвод окрашен в фиолетово-багровые с разводами тона. Солнце увеличивается и через несколько часов после начала взрыва уже закрывает собой полностью весь небосвод. Это означает, что раскаленная плазма от взорвавшейся звезды достигла нашей планеты. Ударная волна сбивает ее с орбиты и выкидывает вон из Солнечной системы.
Небольшой оставшийся от Земли огарок еще многие миллионы лет будет постепенно остывать, уносясь со скоростью 15–20 тысяч км/с прочь от холодной и черной нейтронной звезды, носившей некогда красивое имя Солнце.
Как светило будет уничтожать нашу планету
Череда мощнейших вспышек на Солнце привлекла внимание ученых, встревожила многих из наших сограждан. Что это, чем чревато? И не означают ли столь активные процессы, происходящие на ближайшей к нам звезде, начала каких-либо серьезных изменений, которые уже в обозримом будущем могут угрожать земной жизни? Мы попытались найти ответы на такие вопросы с помощью физика-исследователя Ивана Назаренко.
Сентябрь 2017-го претендует на место в списке природных рекордов, благодаря мощной «канонаде», устроенной Солнцем. Одна сильнейшая вспышка, другая... Мощные потоки электромагнитной энергии, обрушившиеся на Землю... Ученые предупреждают о вероятных негативных последствиях в виде сбоев работы связи, аварий на транспортных системах, ухудшение самочувствия метеозависимых людей. Но может ли последовать и нечто более глобальное?
Необратимые изменения происходят на Солнце в течение всей его «жизни» – миллионы лет. Это законы физики, – подчеркивает Иван Назаренко. – В конце концов изменения количественные перейдут в качественные, и наше светило, выработав, так сказать, энергетический ресурс, погибнет. Подавляющее большинство специалистов считает, что это может произойти еще очень нескоро – через 5-8 миллиардов лет.
Однако некоторые их коллеги настроены гораздо более пессимистично и предрекают вероятное наступление скорой «солнечной кончины». Они указывают на возможное развитие процессов на Солнце, которое приведет к взрыву сверхновой. В результате внешняя солнечная оболочка взорвется и на протяжении какого-то времени будет извергать энергию в громадных количествах – за секунду столько же, сколько выделяло Солнце в нормальном режиме за предыдущие 10 тысяч лет.
Некоторые из сторонников этой версии полагают, что одним из признаков начала превращения в сверхновую являются в том числе и мощные вспышки на Солнце.
– Такой процесс может затянуться? Другими словами, хватит ли солнечной жизни на наш век?
– Тут у ученых нет единого мнения. Например, голландец Пирс Ван дер Мейер в свое время заявлял, что Солнце превратится в сверхновую уже в 2010 году. Одним из аргументов в пользу именно такого развития событий он называл обнаруженное заметное увеличение температуры солнечного вещества. Однако, как мы с вами убедились голландский исследователь, к счастью, ошибся. Хотя процессы активизации на нашем светиле в последнее время заметны. В их числе, безусловно, и нынешние очень мощные вспышки. Однако, честно говоря, мы сейчас по-прежнему не можем дать однозначный ответ на вопрос, – а не погибнет ли Солнце в обозримом будущем? Мы слишком еще мало знаем о ближайшей к нам звезде, о том, что с ней происходит.
– Можно ли представить, как будет выглядеть картина гибели Солнца, если все-таки самые мрачные прогнозы сбудутся?
Это сделать проще, чем давать прогноз его «долгожительства». С учетом расстояния до нас от светила, его взрыв земляне увидят минутами восемью позже. Все небо охватит сияние от яркого белого пламени, излучаемого взорвавшейся звездой. Мощность этого свечения будет такова, что ночь на планете исчезнет. Скорее всего все живое – в том числе и люди, – погибнет уже на этом первом этапе катаклизма.
На Землю вслед за тем обрушатся потоки радиоактивного излучения – столь мощные, что от них не сможет защитить земное магнитное поле. Радиация довершит дело уничтожения флоры и фауны. А все следы их существования на планете будут вслед за тем испепелены: под воздействием аномального солнечного излучения температура на поверхности Земли быстро повысится до 3-5 тысяч градусов. Вся вода при этом испарится и образует густую облачную пелену на высоте десятков километров от «шарика». Но это еще только «предварительный апокалипсис».
За счет взрыва Солнце многократно «распухнет», а излучаемые им потоки плазмы обрушатся на Землю. Это динамическое воздействие приведет к тому, что нашу опустошенную, обгоревшую и оплавленную планету выбьет с ее орбиты, и она отправится в непредсказуемый полет за пределы солнечной системы.
Впрочем другие ученые утверждают, что у Земли и хотя бы части ее обитателей все-таки есть шанс пережить солнечный катаклизм. По версии этих предсказателей наиболее вероятен процесс, при котором Солнце сначала превратится в красного гиганта, а потом, выбросив в окружающее пространство часть своего вещества, станет белым карликом. При такой метаморфозе нашу планету может «отодвинуть» солнечным излучением на дальнее расстояние от светила, и она начнет вращаться вокруг него по орбите с большим радиусом, что в итоге убережет Землю от чрезмерного перегрева. Есть шанс, что эти новые условия существования Земли в околосолнечном пространстве окажутся пригодными для сохранения биологической жизни на поверхности планеты. Хотя нельзя забывать и о том, что при таком «аварийной эвакуации» наш «шарик» может столкнуться, например, с Марсом. Тут уж шансы выживания и сохранения планеты – нулевые.
Как рассказал Назаренко, по мнению некоторых ученых периоды особо высокой солнечной активности способны оказывать влияние на события, происходящие на Земле, усугубляя «негатив». Вот лишь несколько примеров из коллекции, собранной исследователем.
Максимум солнечной активности отмечен был в 1937-1938 гг. В этот период:
6 мая 1937 года под Нью-Йорком потерпел катастрофу крупнейший в мире германский дирижабль «Гинденбург»;
11 июня в Москве завершился процесс по «делу маршала Тухачевского», с которого начались масштабные репрессии в армейских верхах;
в июле японские войска вторглись в Китай, в ходе войны солдаты Микадо зверски убили множество мирных жителей;
29 июля 1938 года на Дальнем Востоке начались бои частей Красной армии с японскими войсками в районе озера Хасан;
с 9 на 10 ноября случилась «Хрустальная ночь», когда произошли массовые еврейские погромы в Германии.
Солнечный «пик» 1969 года «аукнулся» целой чередой удавшихся и не удавшихся государственных переворотов и покушений на лидеров государств:
22 января во время торжественной встречи экипажей космических кораблей Союз-4 и Союз-5 совершено покушение на Генерального секретаря ЦК КПСС Л. И. Брежнева;
25 января в Северном Йемене военные попытались свергнуть правительство, в итоге их постигла неудача, все заговорщики убиты;
25 марта под давлением высшего армейского командования ушел в отставку президент Пакистана фельдмаршал Айюб-хан;
15 октября в городе Лас-Анод неизвестный в полицейской форме расстрелял президента Сомали Абдирашида Али Шермарка, а вслед за тем в этой стране произошел военный переворот;
в начале декабря одна за другой произошли неудачные попытки государственных переворотов в Ливии и Судане.
«Пик» солнечной активности 1979 года:
16 января в иранской провинции Хорасан произошло землетрясение силой 7 баллов по шкале Рихтера;
в феврале–марте разгорелась кратковременная, но очень ожесточенная китайско-вьетнамская война;
11 августа над Днепродзержинском произошло столкновение двух пассажирских самолётов Ту-134, погибло 172 человека, в том числе футболисты команды «Пахтакор»;
9 ноября в течение десяти минут мир находился на грани начала ядерной войны из-за сбоя в работе компьютера американской системы NORAD;
в конце декабря советские войска были введены в Афганистан, при штурме дворца убит президент Афганистана Хафизулла Амин.
«Пик» 1989 года:
9 апреля в Тбилиси войсками разогнан митинг, на котором присутствовало более 60 тысяч человек, погибло 16 человек, сотни ранены;
4 июня около Уфы в результате взрыва газопровода сгорели два пассажирских поезда, погибло 575 человек, более 670 ранены.
Еще один солнечный максимум пришелся на 2000-2001 гг.:
11 ноября из-за возгорания поезда-финикулера в австрийском горнолыжном курорте Капрун погибло 155 человек;
11 сентября 2001-го – крупнейшая террористическая атака в США, захваченные террористами авиалайнеры протаранили башни Всемирного Торгового Центра, погибло около 3000 человек;
4 октября ракетой, запущенной с крымского полигона в ходе учений ПВО Украины, случайно сбит пассажирский самолёт Ту-154 российской авиакомпании, погибли 78 человек;
Солнце станет жарче и ярче в тысячи раз, осушит наши океаны, расплавит поверхность Земли, сделает любую жизнь на ней невозможной. Восход Солнца – ежедневное небесное чудо – приносит необходимый нам свет и тепло. Греясь в солнечных лучах, мы редко вспоминаем о существовании святила, нам кажется, что так было всегда, и также будет продолжаться, – нас беспокоят только ожоги. На самом деле все гораздо сложнее.
Солнце способно обратить самую развитую технологию в прах, продемонстрировать мощь ядерных взрывов и поставить нас на грани выживания. В будущем по мере старения, благостная энергия Солнца станет кошмаром, прогонит людей с поверхности планеты, а возможно станет угрозой выживания вида.
Профессор Дональд Браунли из Вашингтонского университета знает, что случится с Солнцем – Солнце будет жить очень долго, но не вечно, все звезды живут и умирают также как люди. Жизнь на этой планете неразрывно связана с жизненным циклом Солнца. Наше Солнце – звезда, подобно миллиардам звезд мерцающих в ночном небе, наблюдая за ними, мы узнаем много интересного о жизни Солнца.
Рождение солнца
Солнце формируется внутри молекулярного облака из газа, пыли и осколков, образованных взрывами сотен звезд. Молекулярное облако состоит в основном из водорода, самого распространенного элемента вселенной, сила притяжения не дает атомам разлетаться и за промежуток в миллион лет – облако сжимается, постепенно центр становится все плотнее. В центре облака молекулы вращаются быстрее, оно становится все плотнее, пока атомам в середине не становится настолько тесно, что они начинают нагреваться. Температура облака повышается до миллиона градусов, становится так жарко, что атомы водорода сталкиваются и сливаются. Взрывы высвобождают огромное количество энергии. Мощь взрывов стремиться, наружу преодолевая силу притяжения. На протяжении всего существования Солнца две эти силы будут вести,бой” с переменным успехом. Пока же ситуация остается неизменной – силы находятся в гармонии.
Солнце вбирает в себя 99 процентов состава молекулярного облака, остатки формируют Землю и другие планеты орбитальной системы. Обычно ученые разделяют эту теорию. Но все же это только гипотеза.
Солнечная энергия рождается за 150 млн. км от нас в самом сердце ядерного механизма Солнца. При температуре превышающей 27 млн. градусов по Фаренгейту, четыре водородных ядра сливаются вместе и создают ядро гелия, однако из-за того что гелий чуть легче 4 ядер водорода, оставшийся материал преобразуется в чистую энергию согласно знаменитой формуле Эйнштейна E=mc?. Энергия материализуется в виде крошечных частиц света – фотонов, ими наполнен каждый солнечный луч. За секунду в гелий переходит почти 600 тонн водорода – на производство таких объемов энергии 6 млрд. атомных станций не хватит и года.
Исчисление возраста Солнца производились в обсерватории Большая Медведица в Калифорнии, астрофизики определили точный возраст Солнца 4 млрд. 600 млн. лет.
Постепенно температура Солнца начнет повышаться, пока оно не превратиться в угрозу нашей жизни. Уже сегодня в свой золотой век Солнце приносит столько бед, последствия которых мы только начинаем осознавать. С помощью последних достижений оптики, ученые следят за изменениями на поверхности Солнца, изучая темные пятна, вызванные ими вспышки, и бури.
В среднем солнечный ветер несет около миллиона тонн заряженных газообразных частиц со скоростью 300-1200 км/с, когда же случаются взрывы, на Солнце возникают более опасные штормовые облака. Магнитное поле земли и магнитосфера, которая защищает нас от солнечного ветра, испытывает перегрузку. Обычно магнитосфера отклоняет потоки частиц в сторону наиболее уязвимых мест – полюсов. Здесь они вступают в реакцию с азотом и кислородом и в атмосфере возникают разноцветные потоки – известные как северные и южные полярные сияния. Однако если загадочные огни появились вдали от полюсов, все указывает на то, что солнечные бури пробили в магнитосфере брешь. Во время солнечных бурь, высокочастотные передатчики могут выйти из строя, дезориентировав пилотов и подвергнуть жизни пассажиров опасности. Солнечные бури вызывают не только поломки в электросетях и отключения радио, они также увеличивают риск облучения. Солнечная радиация потенциально опасна для пассажиров самолетов и непосредственно угрожает космонавтам.
Вспышки на Солнце выпускают фонтаны высокоэнергетичных частиц – протонов, протоны, проходя тело человека насквозь, могут вызвать изменения на уровне хромосом и даже стать причиной рака. Большие дозы облучения смертельны.
Существует одно солнечное явление, от которого нет защиты, объяснения которому не даст ни один ученый – это супер вспышка. Супер вспышки в миллионы раз сильнее самых мощных солнечных вспышек, они могут длиться целую неделю, заставляя звезду сиять в тысячу раз сильнее обычного. Обычно супер вспышки на звездах происходят раз в столетие, и нет никаких доказательств того, что супер вспышки случались на Солнце. Однако никто точно не знает природу этого явления.
Но нам все равно не избежать катастроф связанных со старением Солнца. Солнечное тепло станет невыносимым, температура Солнца растет, с момента рождения звезды ее яркость выросла на 30 процентов, исследователи прогнозируют, что Солнце еще станет ярче, заставив исчезнуть наши океаны, расплавит поверхность Земли и прекратит жизнь в сегодняшнем ее существовании.
Старея Солнце, сияет все ярче и ярче на 10 процентов ярче каждый млрд. лет. Запас водородного топлива на Солнце постепенно заканчивается, однако ядерная реакция в центре протекает все быстрее. Когда топливо сгорает, давление в ядре падает, меньшее давление больше не в силах сдержать силу притяжения, она сдавливает ядро, нагревая водород и ускоряя процесс сгорания, давление ядра нарастает, обе силы снова находятся в балансе, чтобы поддерживать этот цикл требуется все больше топлива, и Солнце становиться все горячее. В конце концов, температура поднимется настолько, что поверхность Земли начнет плавиться.
Сейчас Земля – оазис солнечной системы, здесь не слишком жарко и не слишком холодно, по мере того как Солнце нагревается, опасная зона будет двигаться в нашем направлении, выжигая жизнь на планете. Как в фильме катастрофе непоправимые события начнут происходить одно за другим. Мы потеряем джунгли, леса и луга, поверхность Земли превратиться в пустыню, покрытую громадными песчаными дюнами. Первыми от жары пострадают животные, неспособные защититься, как это делает человек. Чем дальше, тем хуже, намного хуже: повышение температуры ускорит процесс распада углекислого газа в атмосфере, необходимого для жизни растений. Неизбежно исчезнут все растения, а с ними и все кто ими питается. Смерть растений повлечет снижение уровня кислорода в атмосфере и людям станет труднее дышать, также нам почти не останется, чем питаться. Но даже в этих условиях некоторые люди возможно выживут.
Ученые спорят о сроках исчезновения людей на Земле. Однако все соглашаются, что через миллиард лет, средняя температура превысит 70 градусов по Цельсию, к тому времени дневная температура будет способна убить нас, если люди выживут, им придется обитать под землей и выбираться наружу ночами. Людям придется выбирать либо строить все более сложную инфраструктуру на нашей планете либо отправиться жить в другое место. Существует общее поверье, что нам неизбежно придется жить, где-то за пределами солнечной системы. Если мы хотим выжить, мы должны найти себе новый дом. Чем жарче будет на Солнце, тем жарче будет и на Земле, вода начнет испаряться все сильнее, пока не исчезнет совсем, эта катастрофа сделает жизнь человека на планете невозможной. Уже сейчас нам надо бежать на другую планету, и наблюдать какими будут следующие шаги Солнца.
Теперь Солнце меняет цвет с желтого на красный, оно становится красным гигантом, как говорят астрономы – старой звездой, вступающей в последнюю фазу своего существования. Оно полностью закроет небо, атмосфера исчезнет, космос приблизиться вплотную
Звезда использует оставшееся в ядре водородное горючее, она превратилась в горящий при еще больших температурах гелий, энергия, излучаемая раскаленным ядром выталкивает наружные слои, заставляя звезду расти. Увеичиваясь в размерах, поверхность постепенно охлаждается, приобретая красный оттенок. Хотя поверхность охлаждается, Солнце все равно стремиться по направлению к нам. По мере приближения источника тепла на Земле становиться все жарче. К этому времени поверхность Земли уже давно находиться в расплавленном состоянии, но события грозят обернуться еще хуже из-за нестабильности Солнца. Резкие скачки температуры означают, что Солнце работает на полную, диаметр светила увеличивается в тысячу раз. Во время таких скачков, диаметр светила практически приближается к размерам земной орбиты, при этом оно поглощает ближайшие планеты, все тела на его пути испаряются – сначала подобно гигантскому метеориту сгорит Меркурий, затем Венера. Одновременно с тем как волны жары выбрасывают в космос миллиарды тонн материи, сила солнечного притяжения слабеет. Возможно, это позволит Земле отдалиться от Солнца, избежав кремации. Ученые не могут сказать, что случиться, даже если Земле удастся избежать сожжения, теперь это неузнаваемая расплавленная планета.
Звезда не достигла тех размеров, чтобы взорваться и стать сверхновой. Взрываться способны только сверхзвезды, масса которых в восемь раз больше массы нашего Солнца. В конце концов, Солнце сожмется, став белым карликом и продолжить жить сотни миллиардов лет, излучая тусклое свечение. Звезда по имени Солнце, миллиарды лет снабжавшая Землю теплом и энергией, окончит свою жизнь в виде маленькой звезды, чуть больше Земли. Солнце подарило нам жизнь, с его смертью любая жизнь на Земле исчезнет. Если человечество выживет, то совсем в других звездных системах.
Солнце погибнет вовсе не в результате взрыва - оно будет меняться постепенно, пока не будет разрушено. Мы оформили описание этого процесса в увлекательную подборку.
Повышение температуры поверхности Земли
1. 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.
Весь водород преобразуется в гелий
2. 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.
Солнце потеряет около 1/4 от всей массы
3. В возрасте около 1,2 млрд 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.
Солнце превратится в красного гиганта
4. 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.
На других планетах зародится жизнь
5. 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.
Разрушение углерода и кислорода
6. 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.
Все внутренние планеты исчезнут
7. Солнце будет неуклонно увеличиваться в размерах, пока гелия и водорода уже не 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.
Часто ли Вы, уважаемый читатель, смотрите на небо? Не заставляет ли Вас повседневная жизненная суета не замечать тот величественный и прекрасный мир, который окружает нас и нашу родную Землю? Красота и грандиозность мироздания просто потрясает воображение.
Тайны Вселенной, хотя и медленно, но постепенно открываются современной наукой. В любой науке без предположений и гипотез не обойтись. Что же тогда говорить о таких науках, как астрономия и астрофизика! Поговорим сегодня о гипотезах, связанных с так называемым концом света. Конечно, в нашем человеческом понимании под концом света имеется в виду гибель человеческой цивилизации, гибель Земли как обители живых существ и как космического объекта.
Гибели света, если под этим понимать Вселенную, вероятно, не будет никогда. Наука установила, что локальные катаклизмы во Вселенной происходят непрерывно и постоянно. Речь идет о гибели звёзд с их планетными системами и даже целых галактик. Но вместо погасших, погибших звёзд вспыхивают новые... Материю нельзя уничтожить, она из одного вида переходит в другой. Но от этих общих и, наверное, правильных рассуждений нам, людям Земли, необходимо перейти к рассуждениям о неминуемой гибели , а значит, и Земли.
По современным представлениям, продолжительность "жизни" таких звёзд, как наше Солнце, составляет 10-12 миллиардов лет. Считается, что половину этого срока Солнце уже "отработало", а значит, половина водородного топлива уже сожжена в его недрах. Как видим, правильно говорится, что всё на свете когда-то кончается. Если говорить серьёзно о конце света, т.е. о конце жизни на Земле, то это может случиться значительно раньше того момента, когда окончательно погаснет наше Солнце или (на стадии гибели) оно увеличит свои размеры настолько, что орбита Земли станет меньше, чем диаметр Солнца со всеми вытекающими отсюда последствиями. Причин для этого более чем достаточно. Итак, сегодня мы познакомимся с гипотезами о том, как будет погибать наше Солнце.
Современная наука считает, что Солнце может существовать ещё 5-6 миллиардов лет, причём в течение сотен миллионов лет останется стабильным, каким оно выглядит в настоящее время. Но изменения, конечно, будут происходить и постепенно влиять на Землю и человечество. Предположения о том, какие именно изменения произойдут с нашим Солнцем и чем они могут закончиться, сделаны учеными по результатам наблюдений за подобными звёздами, проходящими различные стадии своего развития. Некоторые гипотезы рождены в последнее время в результате компьютерного моделирования многочисленных вариантов возможного поведения нашего Солнца на том этапе, когда оно постепенно исчерпает запасы своего ядерного топлива.
Наблюдения за звездой, обозначенной астрономами как объект NEG 7027, показали, что она находится на заключительной стадии своего существования. Не все процессы, происходящие на этой "умирающей, агонизирующей" звезде, можно с уверенностью объяснить. Но то, что наблюдается, выглядит следующим образом. Звезда начала пульсировать, в результате чего внешние слои атмосферы звезды рассеиваются и создают вокруг неё оболочку, распространяющуюся на миллионы километров. Если такое будет происходить с нашим Солнцем, то граница его газовой оболочки пройдёт намного дальше (!). Масса звезды в этот период быстро уменьшается. Газ в оболочке звезды состоит в основном из молекул водорода и угарного газа. Присутствуют также и сложные углеводородные молекулы.
Параллельно с формированием наружной оболочки идут процессы и в центральной части звезды: температура поверхности поднимается выше 200000°С, а из ядра звезды идёт радиация огромной мощности, включая ультрафиолетовое излучение, которое ионизирует атомы оболочки и разрушает её молекулы. Эта фаза существования звезды очень коротка, возможно всего около 1000 лет, т.е. просто одно мгновение по галактическим меркам, после чего звезда исчезнет, превратившись в газовое облако. Звезда NEG 7027 , наблюдаемая в настоящее время, по-видимому, находится как раз в середине этой фазы окончательной гибели. Вероятно, по такой же схеме пойдут в дальнейшем и процессы на нашем Солнце.
Астрофизики считают, что через 1,1 млрд. лет температура поверхности Солнца и его яркость увеличатся более чем на 10%. Это может вызвать повышение концентрации водяного пара , к возникновению такого стремительного парникового эффекта, к которому человечество и животный мир просто не успеют и не смогут приспособиться. Наша планета при таком развитии событий станет очень похожей на Венеру.
Поскольку при старении Солнца возрастает интенсивность ультрафиолетового излучения, это приведёт к увеличению содержания озона в земной атмосфере. Известно, чем это может грозить человечеству и животному миру.
Усиление яркости Солнца приведёт к таянию льдов в полярных районах Земли и повышению уровня , а увеличение испарения воды вызовет ускорение круговорота воды. Усилятся ветры, возрастёт эрозия почвы. Расчёты учёных показывают, что вследствие указанных процессов содержание углекислого газа в атмосфере Земли снизится через 900 млн. лет настолько, что растительный мир может погибнуть или дегенерировать в такой степени, что будет мало пригодным для питания человека и животных, а это уже создаст, возможно, непреодолимые трудности для земной цивилизации. Пройдёт ещё несколько миллиардов лет, и ультрафиолетовое излучение постепенно разрушит стратосферу и испарит океаны. Земля превратится в голую безмолвную пустыню, а над нею всё так же будет светить Солнце, раскаляя безжизненную поверхность, на которой когда-то процветала жизнь, рожденная этим же Солнцем.
Что же дальше будет происходить с Солнцем? Известно, что являются процессы термоядерного синтеза, проходящего в ядре звезды. Когда заканчивается водородное топливо, ядро сильно сжимается. Согласно теории, после сжатия ядра у звёзд солнечного типа происходит расширение внешних слоев в две стадии. Первая стадия происходит тогда, когда ядро сжимается и температура его становится более высокой, чем в стабильный период. Повышение температуры ядра обеспечивает синтез гелия, и при этом восстанавливается стабильность на некоторое время. Звёздное ядро становится менее сжатым, а внешние слои становятся менее широкими.
Запасы гелиевого топлива быстро расходуются звездой, и после их полного израсходования ядро снова сжимается, а внешние слои повторно расширяются. Звезда становится супергигантом со светимостью значительно более высокой, чем у исходной звезды.
Одна из гипотез предполагает способность Земли путем саморегуляции поддерживать параметры среды на своей поверхности достаточно длительный срок и в условиях повышенной яркости Солнца. Но при ближайшем рассмотрении эта гипотеза вряд ли окажется состоятельной. В самом деле, какими свойствами нужно обладать живой материи, чтобы существовать в условиях, когда светимость Солнца будет в несколько тысяч раз больше, чем в наше время? А именно такой максимум светимости предполагается у Солнца примерно через 7,5 миллиардов лет. Расчеты астрофизиков показывают, что на последних стадиях развития Солнце в большом количестве потеряет свою массу и его радиус возрастет до 168 млн. км., что намного превышает расстояние 150 млн. км., на котором находится орбита Земли в настоящее время. Орбиты планет Меркурий, Венера и Земля в этих условиях изменятся, и планеты, двигаясь по спирали, упадут на Солнце и будут уничтожены. Произойдет это, как уже было сказано, через 7,5 миллиарда лет.
В порядке утешения, некоторые учёные сообщают, что новые расчёты показывают, что с Землёй это случится примерно на 200 млн. лет позже, чем с Меркурием и Венерой. Но в конце концов поверхность Земли нагреется до такой степени, что жизнь на ней станет невозможной.
Новые расчёты показывают такое развитие событий:
Солнце теряет свою массу, его гравитация уменьшается. Вследствие этого орбита Венеры увеличится от 108 до 134 млн. км., но это не спасёт Венеру. Траектория её движения будет быстро искажаться из-за близости Солнца, и Венера упадёт в центр Солнца и рассеется по диску звезды.
Орбита Земли будет медленно увеличиваться и по мере ослабления гравитации Солнца, превратившегося в красного гиганта, Земля выйдет за пределы его внешней атмосферы. Расстояние от Солнца до Земли увеличится до 185 млн. км. Это спасёт её от падения на Солнце. Но Земля к этому моменту будет выглядеть как Меркурий, т.е. она будет представлять собой выжженную, рубцеватую глыбу с сухим дном бывших океанов. Небо Земли на 70% будет занимать красное Солнце, т.к. орбита Земли будет отстоять от поверхности Солнца на расстоянии, не превышающем 1/10 солнечного радиуса.
Избежит падения на Солнце и Марс, который будет двигаться по расширившейся орбите. Далее по расширенным орбитам будут вращаться Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Вещество, выделенное Солнцем во время его гибели, образует так называемую планетарную туманность, плотность которой будет ничтожной. Поэтому влияния на планеты, оставшиеся на своих новых орбитах, эта туманность не окажет.
Все эти процессы произойдут в очень далёком будущем, Человечество или то, во что оно в течение невообразимо огромного отрезка времени трансформируется, давно покинет планету или вымрет. Вероятно, в дальнейшем наша планетная система будет лишена жизни. Но нельзя исключать и того, что эволюция приведёт к появлению новых, нечеловеческих форм разумной жизни после ухода или изменения нашего вида. Научные гипотезы в данном случае вполне могут соединиться с фантазией, границ которой не существует.
