Правда ли что солнце взорвется. Когда взорвется Солнце

Возраст Солнца оценивается большинством астрофизиков примерно в 4,59 миллиарда лет. Его относят к средним или даже малым по величине звездам - такие звезды существуют дольше, чем их более крупные и быстро выгорающие сестры. Солнце пока успело израсходовать меньше половины имевшегося в нем водорода: из доли в 70,6 процента от первоначальной массы солнечного вещества осталось 36,3. В ходе термоядерных реакций водород внутри Солнца превращается в гелий.

Для того чтобы пошла реакция термоядерного синтеза, необходимы высокая температура и высокое давление. Ядра водорода представляют собой протоны - элементарные частицы с положительным зарядом, между ними действует сила электростатического отталкивания, мешающая им сближаться. Но внутри действуют также значительные силы всемирного притяжения, которые мешают протонам разлетаться. Напротив, они прижимают протоны настолько близко друг к другу, что начинается ядерный синтез. Часть протонов при этом превращается в нейтроны, и силы электростатического отталкивания ослабевают; в результате светимость Солнца повышается. По оценкам ученых, на начальном этапе существования Солнца его светимость составляла только 70 процентов от того, что оно излучает сегодня, и в последующие 6,5 миллиардов лет светимость звезды будет только расти.

Впрочем, с этой самой распространенной и вошедшей в учебники точкой зрения продолжают спорить. И главной темой для спекуляций служит именно химический состав солнечного ядра, о котором можно судить только по весьма косвенным данным. В одной из конкурирующих теорий предполагается, что основным элементом в солнечном ядре является вовсе не водород, а железо, никель, кислород, кремний и сера. Легкие элементы - водород и гелий - присутствуют только на поверхности Солнца, и реакция синтеза облегчается благодаря большому количеству нейтронов, излучаемых ядром.

Оливер Мануэль (Oliver Manuel) разработал эту теорию в 1975 году и с тех пор старается убедить научное сообщество в её справедливости. У него есть некоторое количество сторонников, но большинство астрофизиков считают её полным вздором.

Фото: NASA and The Hubble Heritage Team (AURA/STScI)

Переменная звезда V838 Единорога (V838 Monocerotis) расположена на краю нашей галактики. На этом снимке изображена часть пылевой оболочки звезды. Размер этой оболочки составляет шесть световых лет. То световое эхо, которое видно сейчас, запаздывает по отношению к самой вспышке всего на два года. Астрономы ожидают, что световое эхо будет продолжать высвечивать пылевые окрестности звезды V838 Mon в процессе расширения по крайней мере до конца этого десятилетия.
Какая из теорий ни была бы справедлива, «солнечное горючее» рано или поздно будет кончаться. Из-за недостатка водорода термоядерные реакции начнут приостанавливаться, и равновесие между ними и силами притяжения нарушится, отчего внешние слои прижмутся к ядру. От сжатия концентрация оставшегося водорода повысится, ядерные реакции усилятся, и ядро начнет расширяться. Общепринятая теория предсказывает, что в возрасте 7,5–8 миллиардов лет (то есть через 4–5 миллиардов лет) Солнце превратится в красного гиганта: его диаметр увеличится более чем в сто раз, так что орбиты первых трех планет Солнечной системы окажутся внутри звезды. Ядро очень горячее, а температура оболочки гигантов небольшая (около 3000 градусов) - и поэтому красного цвета.
Характерной особенностью красного гиганта можно считать то, что водород уже больше не может служить «горючим» для ядерных реакций внутри него. Теперь начинает «гореть» уже гелий, скопившийся там в больших количествах. При этом образуются неустойчивые изотопы бериллия, которые при бомбардировке их альфа-частицами (то есть теми же ядрами гелия) превращаются в углерод.

Именно на этом жизнь на Земле, да и сама Земля, скорее всего, уже гарантированно прекратит свое существование. Даже той невысокой температуры, которую на тот момент будет иметь солнечная периферия, хватит, чтобы наша планета полностью испарилась.
Конечно же, человечество в целом, как каждый человек по отдельности, надеется на вечную жизнь. Момент превращения Солнца в красного гиганта накладывает на эту мечту определенные ограничения: подобную катастрофу человечеству если и удастся пережить, то только за пределами своей колыбели. Но уместно тут напомнить, что один из крупнейших физиков современности Стивен Хокинг (Stephen Hawking) уже давно утверждает: момент, когда единственным способом выжить для человечества станет колонизация других планет, уже почти настал. Внутриземные причины сделают эту колыбель невозможной для обитания гораздо раньше, чем что-то плохое случится с Солнцем.

Давайте тут подробнее о сроках:
Масса = 1.99* 1030 кг.
Диаметр = 1.392.000 км.
Абсолютная звёздная величина = +4.8
Спектральный класс = G2
Температура поверхности = 5800о К
Период обращения вокруг оси = 25 ч(полюса) -35 ч(экватор)
Период обращения вокруг центра галактики = 200.000.000 лет
Расстояние до центра галактики = 25000 свет. лет
Скорость движения вокруг центра галактики = 230 км/сек.
Солнце. Звезда давшая начало всему живому в нашей системе, приблизительно в 750 раз превосходит по массе все остальные тела солнечной системы, поэтому всё в нашей системе можно считать обращающимся вокруг солнца, как общего центра масс.
Солнце - это сферически симметричный раскаленный плазменный шар, находящийся в равновесии. Оно, вероятно, возникло вместе с другими телами Солнечной системы из газопылевой туманности примерно 5 млрд. лет назад. В начале своей жизни солнце, примерно на 3/4 состояло из водорода. Затем, из-за гравитационного сжатия, температура и давление в недрах настолько увеличились, что самопроизвольно начала происходить термоядерная реакция, в ходе которой водород превращаться в гелий. В результате этого очень сильно поднялась температура в центре Солнца, (порядка 15.000.000о К), а давление в его недрах возросло настолько (1,5х105 кг/м3), что смогло уравновесить силу тяжести и остановить гравитационное сжатие. Так возникла современная структура Солнца.
Примечание: В звезде есть гигантский резервуар гравитационной энергии. Но черпать из него энергию безнаказанно нельзя. Нужно, чтобы Солнце сжималось, причем оно должно уменьшаться в 2 раза каждые 30 миллионов лет. Полный запас тепловой энергии в звезде примерно равен ее гравитационной энергии с обратным знаком, т. е. порядка GM2/R. Для Солнца тепловая энергия равна 4*1041 Дж. Каждую секунду Солнце теряет 4*1026 Дж. Запаса его тепловой энергии хватило бы лишь на 30 миллионов лет. Спасает термоядерный синтез - объединение легких элементов, сопровождающеесся гигантским энерговыделением. Впервые на него этот механизм, еще в 20-е годы 20-го века, указал английский астрофизик А. Эдингтон, который заметил что четыре ядра атома водорода (протона) имеют массу 6,69* 10-27 кг, а ядро гелия - 6,65* 10-27 кг. Дефект массы объясняется теорией относительности. По формуле Эйнштейна полная энергия тела связана с массой соотношением E = Мс2. Энергия связи в гелии на один нуклон больше, значит, глубже его потенциальная яма и меньше его полная энергия. Если каким-то образом из 1 кг водорода синтезировать гелий, выделится энергия, равная 6* 1014 Дж. Это примерно 1 % полной энергии затраченного топлива. Вот вам и резервуар энергии.
Современники, однако, скептически отнеслись к гипотезе Эдингтона. По законам классической механики для сближения протонов на расстояние порядка радиуса действия ядерных сил необходимо преодолеть силы кулоновского отталкивания. Для этого их энергия должна превышать величину кулоновского барьера. Расчёт показал, что для начала процесса термоядерного синтеза необходима температура около 5 млрд градусов, но температура в центре Солнца примерно в 300 раз меньше. Таким образом, Солнце казалось недостаточно горячим для того, чтобы в нем был возможен синтез гелия.
Гипотезу Эдингтона спасла квантовая механика. В 1928 году молодой советский физик Г.А. Гамов обнаружил, что согласно ее законам частицы могут с некоторой вероятностью просачиваться через потенциальный барьер даже в том случае, когда их энергия ниже его высоты. Это явление получило название подбарьерного или туннельного перехода. (Последнее образно указывает на возможность очутиться по другую сторону горы, не взбираясь на ее вершину.) С помощью туннельных переходов Гамов объяснил законы радиоактивного a-распада и тем самым впервые доказал применимость квантовой механики к ядерным процессам (почти в то же время туннельные переходы были открыты Р. Генри и Э. Кондоном). Гамов обратил также внимание на то, что благодаря туннельным переходам сталкивающиеся ядра могут вплотную сблизиться друг с другом и вступить в ядерную реакцию при энергиях, меньших величины кулоновского барьера. Это побудило австрийского физика Ф. Хоутерманса (которому Гамов рассказал о своих работах еще до их публикации) и астронома Р. Аткинсона вернуться к идее Эдингтона о ядерном происхождении солнечной энергии. И хотя одновременное столкновение четырех протонов и двух электронов с образованием ядра гелия представляет собой крайне маловероятный процесс. В 1939 году Г. Бете удалось найти цепочку (цикл) ядерных реакций, приводящих к синтезу гелия. Катализатором синтеза гелия в цикле Бете выступают ядра углерода C12, количество которых остается неизменным
Итак - реально в качестве топлива для звезд может служить только центральная их часть с массой, составляющей 10 % полной массы. Подсчитаем, на сколько времени хватит Солнцу ядерного топлива.
Полная энергия Солнца М*с2 = 1047 Дж, ядерная энергия (Еяд) составляет примерно 1%, т. е. 1045 Дж, и с учетом того, что не все вещество может сгореть, получится 1044 Дж. Разделив эту величину на светимость Солнца 4*1026 Дж/c, получим, что его ядерной энергии хватит на 10 миллиардов лет.
Вообще масса звезды однозначно определяет её дальнейшую судьбу, так как ядерная энергия звезды Еяд ~ Мс2 , а светимость ведет себя примерно как L ~ М3. Время выгорания называют ядерным временем; оно определяется как tяд =~ Еяд/L = lO10 (M/MСолнца)-2 лет.
Чем больше звезда, тем быстрее она себя сжигает!. Соотношение трех характерных времен - динамического, теплового и ядерного - определяет характер эволюции звезды. То, что динамическое время много меньше теплового и ядерного, означает, что звезда всегда успевает прийти в гидростатическое равновесие. А то, что тепловое время меньше ядерного,- что звезда успевает прийти и в тепловое равновесие, т. е. в равновесие между количеством энергии, выделяемым в центре в единицу времени, и количеством энергии, излучаемым поверхностью звезды (светимостью звезды). В Солнце каждые 30 миллионов лет обновляется запас тепловой энергии. Но энергия в Солнце переносится излучением. Значит, фотонами. Фотон, рожденный в термоядерной реакции в центре, на поверхности появляется через тепловое время, ~ 30 миллионов лет). Фотон движется со скоростью света, но, все дело в том, что он, постоянно поглощаясь и переизлучаясь, сильно запутывает свою траекторию, так что ее длина становится равной 30 миллионам световых лет. За такое большое время излучение успевает прийти в тепловое равновесие с веществом, по которому оно движется. Поэтому спектр звезд и близок к спектру черного тела. Если бы источники термоядерной энергии «выключились» (подобно лампочке) сегодня, то Солнце продолжало бы светить еще миллионы лет.

Но даже если пророчеству Хокинга и его многочисленных предшественников и единомышленников во всем мире суждено сбыться и человечество отправится на строительство «внеземной цивилизации», судьба Земли по-прежнему будет волновать людей. Поэтому многие астрономы с особым интересом относятся к звездам, похожим на Солнце по своим параметрам, - в особенности когда эти звезды превращаются в красных гигантов.
Так, группа астрономов под руководством Сэма Рэгланда (Sam Ragland) с помощью инфракрасно-оптического комплекса из трех объединенных телескопов Arizona’s Infrared-Optical Telescope Array исследовала звезды с массами от 0,75 до 3 масс Солнца, приближающиеся к концу своей эволюции. Приближающийся конец довольно легко опознается по низкой интенсивности линий водорода в их спектрах, и, напротив, по высокой - линий гелия и углерода.
Баланс гравитационных и электростатических сил в таких звездах нестабилен, а водород и гелий внутри них чередуются как вид ядерного топлива, что вызывает изменения яркости звезды с периодом порядка 100 тысяч лет. Многие такие звезды проводят заключительные 200 тысяч лет своей жизни как переменные типа Мира. (Мира-переменные - это звезды, светимость которых регулярно изменяется с периодом от 80 до 1 тысячи дней. Они названы так по имени «родоначальницы» класса, звезды Мира в созвездии Кита).

Иллюстрация: Wayne Peterson/LCSE/University of Minnesota

Визуализированная модель красного пульсирующего гиганта, созданная в лаборатории вычислительной науки и техники Университета Минессоты. Внутренний вид ядра звезды: желтая и красная - области высоких температур, синяя и цвета морской волны - области низких температур.

Именно в этом классе произошло довольно неожиданное открытие: вблизи звезды V 391 в созвездии Пегаса обнаружилась экзопланета, ранее погруженная в раздувшуюся оболочку звезды. Если говорить более точно, звезда V 391 пульсирует, из-за чего её радиус то увеличивается, то уменьшается. Планета, об обнаружении которой группа астрономов разных стран сообщила в сентябрьском номере журнала Nature, имеет массу, более чем втрое превышающую массу Юпитера, и радиус её орбиты в полтора раза больше расстояния, отделяющего Землю от Солнца.
Когда звезда V 391 проходила стадию красного гиганта, её радиус достиг как минимум трех четвертей от радиуса орбиты. Однако к началу расширения звезды радиус орбиты, на которой находилась планета, был меньше. Результаты этого открытия оставляют Земле шанс сохраниться после взрыва Солнца, хотя параметры орбиты, да и радиус самой планеты скорее всего изменятся.

Аналогию несколько портит тот факт, что эта планета, равно как и её материнская звезда, не очень похожи на Землю и Солнце. А главное, V 391 при превращении в красного гиганта «сбросила» значительную часть своей массы, что и «спасло» планету; но это происходит лишь с двумя процентами гигантов. Хотя «сброс» внешних оболочек с превращением красного гиганта в постепенно остывающего белого карлика, окруженного расширяющейся газовой туманностью, не такая уж редкость.
Слишком близкая встреча со своей звездой - самая очевидная, но не единственная неприятность, ожидающая Землю со стороны других крупных космических тел. Вполне вероятно, что Солнце будет превращаться в красного гиганта, уже покинув нашу галактику. Дело в том, что наша галактика Млечный Путь и соседняя гигантская галактика Туманность Андромеды уже миллионы лет находятся в гравитационном взаимодействии, которое в итоге приведет к тому, что Андромеда «подтянет» к себе Млечный Путь, и он станет частью этой крупной галактики. В новых условиях Земля станет совсем другой планетой, более того, в результате гравитационного взаимодействия Солнечная система, как и сотни других систем, могут быть буквально разорваны. Так как гравитационное притяжение Туманности Андромеды намного сильнее гравитации Млечного Пути, последний приближается к ней со скоростью около 120 км/с. С помощью компьютерных моделей, выполненных с точностью до 2,6 миллиона объектов, ученые-астрономы определили, что примерно через 2 миллиарда лет галактики сблизятся, и сила притяжения начнет деформировать их структуры, образуя длинные притягивающиеся хвосты из пыли и газа, звезд и планет. Ещё же через 3 миллиарда лет галактики вступят в непосредственный контакт, в результате которого новая объединенная галактика примет эллиптическую форму (обе галактики на сегодня считаются спиральными).

Фото: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI)

На этом снимке зафиксировано, как в районе созвездия Большой пес две спиральные галактики (большая имеет номер NGC 2207, маленькая - IC 2163) проходят друг мимо друга, подобно величественным кораблям. Приливные силы галактики NGC 2207 исказили форму IC 2163, отбрасывая звезды и газ в потоки, растягивающиеся на сотни тысяч световых лет (в правом углу изображения).
Cотрудники Гарвардско-Смитсониевского астрофизического центра (The Harvard Smithsonian Center for Astrophysics) профессор Ави Лоэб (Avi Loeb) и его ученик Т. Дж. Кокс (T.J. Cox) предположили, что, если бы мы смогли наблюдать небо нашей планеты через пресловутые 5 миллиардов лет, то вместо привычного нам Млечного пути - бледной полосы тусклых мерцающих точек - мы бы увидели миллиарды новых ярких звезд. При этом наша Солнечная система находилась бы «на задворках» новой галактики - примерно в ста тысячах световых лет от её центра вместо настоящих 25 тысяч световых лет. Впрочем, есть и другие расчеты: после полного слияния галактик Солнечная система может продвинуться ближе к центру галактики (67000 световых лет), а может случиться и так, что она попадет в «хвост» - связующее звено между галактиками. И в последнем случае из-за гравитационного воздействия находящиеся там планеты будут разрушены.
Рассматривать будущее Земли, Солнца, Солнечной системы в целом и Млечного Пути столько же увлекательно, сколько и условно-научно. Огромные отрезки времени прогнозов, недостаток фактов и относительная слабость технологий, а также в немалой степени привычка современного человека мыслить категориями кинематографа и триллеров, влияют на то, что предположения о будущем больше похожи на научную фантастику, только с особым упором на первое слово.

Человеческий разум любопытен, пытлив и склонен к сбору типичной информации. Когда родился, женился, умер? Когда произошло то или иное историческое событие и что послужило ему причиной? Ключевые вопросы, неизменно терзающие разум западного человека, - когда и как именно? Один из этих вечных вопросов - когда же наступит конец света и как именно это произойдет?

В конце XIX - начале XX века в мировой литературе появилось новое направление - постапокалиптика. Его представители описывали события, происходящие после конца света. Своей популярностью и многообразием это направление обязано, вероятно, страхам людей - кстати говоря, вполне обоснованным. Кроме общего печального настроения, охватившего тогда население Европы и получившего название fin-de-siecle, были очевидные угрозы из космоса: Большая сентябрьская комета 1882 года, Великая комета Дневного света 1910 года, взрыв сверхновой 1885 года . Начавшийся ХХ век повлек длинную череду все более и более кровопролитных войн и революций, а ускорившийся научно-технический прогресс дал людям реальную возможность самостоятельно, не дожидаясь космических катаклизмов, уничтожить Землю . Несмотря на множество книг, фильмов и даже компьютерных игр, созданных на эту волнующую тему, сценариев вселенской гибели не так много, и даже если она приходит из космоса или её приносит другая неудержимая природная сила, человечество погибает по своей же вине и оплошности.

Основные темы, эксплуатируемые писателями и сценаристами, известны почти всем: это третья мировая война с применением ядерного, химического или биологического оружия; вторжение инопланетян; восстание машин, ведомых искусственным разумом ; пандемия ; падение метеорита ; возрождение динозавров … Но даже если отвлечься от сплина и декадентских мыслей о том, что человечество в скором времени само себя истребит, прогнозы вселяют тревогу.

Рождение Солнца

В настоящее время считается, что наиболее опасны для Земли столкновения с астероидами или солнечные катаклизмы .

Так, группа астрономов под руководством Сэма Рэгланда (Sam Ragland) с помощью инфракрасно-оптического комплекса из трех объединенных телескопов Arizona"s Infrared-Optical Telescope Array исследовала звезды с массами от 0,75 до 3 масс Солнца, приближающиеся к концу своей эволюции. Приближающийся конец довольно легко опознается по низкой интенсивности линий водорода в их спектрах, и, напротив, по высокой - линий гелия и углерода.

Баланс гравитационных и электростатических сил в таких звездах нестабилен, а водород и гелий внутри них чередуются как вид ядерного топлива, что вызывает изменения яркости звезды с периодом порядка 100 тысяч лет. Многие такие звезды проводят заключительные 200 тысяч лет своей жизни как переменные типа Мира. (Мира-переменные - это звезды, светимость которых регулярно изменяется с периодом от 80 до 1 тысячи дней. Они названы так по имени «родоначальницы» класса, звезды Мира в созвездии Кита).

Именно в этом классе произошло довольно неожиданное открытие: вблизи звезды V 391 в созвездии Пегаса обнаружилась экзопланета , ранее погруженная в раздувшуюся оболочку звезды. Если говорить более точно, звезда V 391 пульсирует, из-за чего её радиус то увеличивается, то уменьшается. Планета, об обнаружении которой группа астрономов разных стран сообщила в сентябрьском номере журнала Nature , имеет массу, более чем втрое превышающую массу Юпитера , и радиус её орбиты в полтора раза больше расстояния, отделяющего Землю от Солнца.

Когда звезда V 391 проходила стадию красного гиганта, её радиус достиг как минимум трех четвертей от радиуса орбиты. Однако к началу расширения звезды радиус орбиты, на которой находилась планета, был меньше. Результаты этого открытия оставляют Земле шанс сохраниться после взрыва Солнца, хотя параметры орбиты, да и радиус самой планеты скорее всего изменятся.

Аналогию несколько портит тот факт, что эта планета, равно как и её материнская звезда, не очень похожи на Землю и Солнце. А главное, V 391 при превращении в красного гиганта «сбросила» значительную часть своей массы, что и «спасло» планету; но это происходит лишь с двумя процентами гигантов. Хотя «сброс» внешних оболочек с превращением красного гиганта в постепенно остывающего белого карлика , окруженного расширяющейся газовой туманностью, не такая уж редкость.

Чужое небо

Слишком близкая встреча со своей звездой - самая очевидная, но не единственная неприятность, ожидающая Землю со стороны других крупных космических тел. Вполне вероятно, что Солнце будет превращаться в красного гиганта, уже покинув нашу галактику. Дело в том, что наша галактика Млечный Путь и соседняя гигантская галактика Туманность Андромеды уже миллионы лет находятся в гравитационном взаимодействии, которое в итоге приведет к тому, что Андромеда «подтянет» к себе Млечный Путь, и он станет частью этой крупной галактики. В новых условиях Земля станет совсем другой планетой, более того, в результате гравитационного взаимодействия Солнечная система , как и сотни других систем, могут быть буквально разорваны.

Так как гравитационное притяжение Туманности Андромеды намного сильнее гравитации Млечного Пути, последний приближается к ней со скоростью около 120 км/с.

С помощью компьютерных моделей, выполненных с точностью до 2,6 миллиона объектов, ученые-астрономы определили, что примерно через 2 миллиарда лет галактики сблизятся, и сила притяжения начнет деформировать их структуры, образуя длинные притягивающиеся хвосты из пыли и газа, звезд и планет. Ещё же через 3 миллиарда лет галактики вступят в непосредственный контакт, в результате которого новая объединенная галактика примет эллиптическую форму (обе галактики на сегодня считаются спиральными).

Cотрудники Гарвардско-Смитсониевского астрофизического центра (The Harvard Smithsonian Center for Astrophysics) профессор Ави Лоэб (Avi Loeb) и его ученик Т. Дж. Кокс (T.J. Cox) предположили, что, если бы мы смогли наблюдать небо нашей планеты через пресловутые 5 миллиардов лет, то вместо привычного нам Млечного пути - бледной полосы тусклых мерцающих точек - мы бы увидели миллиарды новых ярких звезд. При этом наша Солнечная система находилась бы «на задворках» новой галактики - примерно в ста тысячах световых лет от её центра вместо настоящих 25 тысяч световых лет. Впрочем, есть и другие расчеты: после полного слияния галактик Солнечная система может продвинуться ближе к центру галактики (67000 световых лет), а может случиться и так, что она попадет в «хвост» - связующее звено между галактиками. И в последнем случае из-за гравитационного воздействия находящиеся там планеты будут разрушены.

Вместе с тем, уточнить свой прогноз ученые смогут уже в 2011 году, когда на орбиту Земли будет выведен аппарат Gaia, принадлежащий Европейскому космическому агентству. Gaia займется определением скоростей галактик и определением изменения позиций звезд.

Рассматривать будущее Земли, Солнца, Солнечной системы в целом и Млечного Пути столько же увлекательно, сколько и условно-научно. Огромные отрезки времени прогнозов, недостаток фактов и относительная слабость технологий, а также в немалой степени привычка современного человека мыслить категориями кинематографа и триллеров, влияют на то, что предположения о будущем больше похожи на научную фантастику, только с особым упором на первое слово.

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.

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.

Солнечная активность

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.

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

Сама идея возможности гибели солнца не нова. Еще сто лет назад появились первые предположения о том, что когда-нибудь оно потухнет и на Землю опустится мрак и холод. На эту тему были созданы фантастические триллеры и повести. Однако ученые быстро обнадежили население планеты, пояснив, что солнце будет гореть еще как минимум миллиард лет. Возникла и другая версия -- что солнце взорвется и все планеты, в том числе и Земля, просто сгорят в облаке раскаленного газа. И снова за усмирение не в меру горячих умов взялись ученые -- и создали теорию, по которой солнце вообще не должно взрываться, так как звезды такого типа мирно сгорают и превращаются в белых карликов.

Несколько десятилетий все жили в относительном спокойствии -- кроме удара метеорита из космоса не ожидали никакой опасности. Время от времени кто-то пугал мирных землян черными дырами, блуждающими звездами и ядовитыми газовыми туманностями, но все эти гипотетические угрозы были слишком далеко и не воспринимались всерьез.

И вот появилась новая угроза -- перегрев и взрыв солнца. С точки зрения классической астрофизики, это невозможно, т. к. существуют уравнения, по которым звезды должны «работать» с постоянной температурой. Но мы уже не раз убеждались в том, что природа упорно не хочет следовать постулатам физики и вообще ведет себя недисциплинированно. На этот раз температура ядра нашего светила необоснованно повысилась -- по сообщениям СМИ -- в несколько раз. Интересно то, что в принципе такое возможно -- это означает, что внутри солнца резко повысилась скорость ядерных реакций. Причин может быть несколько, причем одна из них давно описана в рассказах известного советского фантаста А. Казанцева -- солнце могло «проглотить» некую материю, которая стала катализатором. Если так будет продолжаться и дальше, если солнце не захочет светить «по правилам», то нас ожидает величайшая катастрофа.

Весь ужас в том, что описанного фантастами моментального сгорания планеты не будет. Обещанный взрыв скорее всего не произойдет, так как силы гравитации будут удерживать нашу звезду от мгновенного расширения. Прежде всего, простое повышение температуры ядра солнца приведет к тому, что усилится излучение тепла и света, а также радиация. Это означает, что на Земле днем просто невозможно будет выйти на улицу -- на солнечной стороне температура может достигать 50 и выше градусов! Усиление светового и других видов излучений приведет к поражению кожи и зрения. Таяние льдов неминуемо -- но это не самое страшное. Повышение температуры приведет к возникновению ужасных ураганов. Скорость ветра будет достигать 300 км/ч и выше, все легкие постройки и деревья просто сметет с лица планеты. Первое время холодные ураганы со снегом будут сменяться теплыми, несущими ливни и грозы. Это просто погубит всю тропическую растительность и обречет на голод сотни миллионов людей.

Спастись смогут лишь те, кто будет жить в крепких каменных или подземных зданиях подальше от побережья и запасся продуктами. Пока будет идти таяние льдов, ураганы не прекратятся -- но вместе с тем, и температура будет держаться в пределах человеческой выживаемости. Разве что в странах тропического пояса она может стать такой, что человеку придется просто прятаться в пещерах или зарываться в землю -- чтобы буквально не сгореть.

Повышение температуры приведет к повышению испаряемости воды. И вскоре планету закроют густые тучи, которые снизят поток солнечного теплового излучения, но вместе с тем насыщенный паром воздух будет очень тяжелым для дыхания . Множество людей со слабыми легкими и сердцем не выдержат в такой «бане». Однако часть населения -- особенно те, кто располагает материальными или властными возможностями -- смогут жить в подземных зданиях, где как известно необходимая температура воздуха может поддерживаться без особых затруднений. Насколько долго -- это будет зависеть от запасов продовольствия и воды. Тем временем на поверхности температура будет повышаться до тех пор, пока не уравновесится баланс между получаемой от солнца энергией и ее расходом. Будет ли это +50 градусов по Цельсию, или +60, а может и все +80 -- это неизвестно. Но в любом случае при таких природных условиях погибнет абсолютное большинство живых существ. Выживут одноклеточные, некоторые обитатели моря, примитивные растения.

Кстати, около 500 миллионов лет назад природные условия на Земле были очень жаркими. И не исключено, что тогда причиной этого тоже была повышенная активность солнца. Неужели все может повторится? Это не исключено.

Ну а если все же взрыв произойдет? Тогда, прежде чем нашу планету накроет волна раскаленного газа, первым к нам придет солнечный свет. В тысячи раз сильнее обычного. Все, что будет не в тени, мгновенно вспыхнет, на солнечной стороне планеты поднимется температура. Но в воздух поднимутся пепел и испаряемая вода, которые закроют небо -- и солнечный свет, каким бы сильным он ни был, будет пробиваться сквозь них только частично. Получится страшная парная печь, в которой самой мучительной смертью будут умирать те, кому не повезет сгореть на солнце в первые минуты. Первые же потоки солнечного газа достигнут Земли только через несколько часов.

Еще горше участь тех, кто в этом момент будет находиться на теневой стороне Земли. Разница в температурах родит мощнейшие воздушные потоки, дующие со скоростью 1000 км/ч (а это тоже добавит в атмосферу тучи песка и пыли). Чудовищные волны уничтожат прибрежные города раньше, чем это сделают растаявшие льды полюсов. А тот, кто не был смыт в клокочущее море, не задохнулся в реактивном вихре, кого не унесло как пушинку и не придавило обломком небоскреба, будет с ужасом ожидать наступления рассвета. Потому что вместе с ним придет и всеуничтожающий солнечный жар...

Солнце не бессмертно! Увы, ученые доказали, что звезда, дарующая жизнь людям, может погибнуть. Астрономы говорят о том, что продолжительность жизни светила равна примерно 13 миллиардам лет, из которых 5 миллиардов оно уже прожило. Все время, которое осталось до конца, Солнце будет разогреваться, постепенно увеличиваться в размерах, и из желтого карлика превратится в красного гиганта, который в диаметре будет в 170 раз больше. Огромное светило расплавит Венеру, поглотит Меркурий, а Землю превратит в безжизненную и безводную, раскаленную скалу. Вследствие того, что Земля будет вращаться на очень небольшом расстоянии от солнца, то фактически, она будет двигаться по спирали к нему. Возможно, планета упадет в светило, если успеет, ведь продолжительность его жизни в качестве гиганта не превысит 200 миллионов лет.

В том случае, если планете удастся пережить это, то будущее ее все равно будет очень печальным. Когда Солнце превратит в гелий весь водород, то под действием силы собственной гравитации будет сжиматься и падать внутрь себя. Этот процесс может длиться совсем немного времени. А внешняя оболочка, которая будет стремительно сжиматься, нагреется до гигантских температур. И в самом конце Солнце сожмется до размеров маленькой звездочки, белого карлика, который по размерам будет не больше Земли. Вокруг воцарится холод и мрак. Через несколько миллионов лет новая звезда остынет, и превратится из белого карлика в черный – сверхплотный мертвый объект, который по гравитационной силе и весу будет равен сегодняшнему Солнцу.

Правда, большинство астрономов говорят о том, что произойдет это не раньше, чем через 8 миллиардов лет. Хотя есть часть ученых, которые утверждают, что гибель звезды по имени Солнце может произойти значительно раньше. Причиной тому может послужить взрыв сверхновой, который происходит следующим образом: термоядерные реакции синтеза, которые происходят в ядре звезды, превращают простые вещества в более сложные, выделяя при этом большое количество энергии. Когда появляется железо, процесс превращения заканчивается. В недрах звезды тем временем начинает формироваться железное ядро, которое растет, пока не сломает структуру атомов, составляющих его. Это приведет к тому, что электроны, находящиеся в атомах, упадут с орбит, соединятся с протонами, и образуют нейтрино и нейтроны. Будет сформировано нейтронное ядро, а нейтрино понесутся в космос, и все это случится за несколько секунд. Одновременно диаметр самого ядра уменьшится в несколько миллионов раз. И между этим маленьким ядром и внешней оболочкой появится вакуумная прослойка, в которую и начнет проваливаться оболочка, постепенно нагреваясь до высоких температур. Когда оболочка упадет на нейтронное ядро, то отскочит от него, подобно каучуковому шарику. В результате этого отскока произойдут многочисленные термоядерные взрывы, подпитанные нейтринным потоком. Проще говоря, внешняя звездная оболочка взорвется и разлетится по всей Вселенной, а сама звезда ежесекундно будет выбрасывать столько энергии, сколько выбрасывает Солнце за десять тысяч лет. Сам взрыв, вполне вероятно, будет продолжаться на протяжении нескольких месяцев.

И даже несмотря на то, что большая часть астрофизиков уверена в том, что участь сверхновой Солнцу не грозит из-за небольших размеров, некоторые с этим утверждением не согласны.

Одним из ученых, поддерживающих теорию о сверхновой, является голландец Пирс Ван дер Мейер, который утверждал, что Солнце станет сверхновой еще в 2010 году. Согласно его данным, солнечное ядро в последние годы несколько увеличило температуру (с 15 миллионов до 27). Это, уверен ученый, свидетельствует о том, что в недрах Солнца активно формируется новое ядро. И если процесс будет идти столь же стремительно, то Солнцу осталось существовать всего несколько лет. Как видим, его предсказания не сбылись, да и большинство ученых относятся к нему весьма скептически. Однако солнечная активность с каждым днем все возрастает, а вспышки на Солнце становятся все мощнее. А на середину 2020-х годов намечается несколько циклов активности Солнца.

Погибнет ли Солнце в ближайшие несколько десятилетий – неизвестно. Но российские ученые спрогнозировали, как могут развиваться события в случае гибели светила. Итак, с Земли этот катаклизм будет выглядеть следующим образом: примерно через 7-8 минут после того, как оно взорвется, все небо вспыхнет ярким белым пламенем, которое будет видно круглосуточно. Люди, собственно говоря, не увидят больше ничего, поскольку человечество практически сразу же исчезнет. Между тем, процесс на этом не закончится.

Огромные потоки радиоактивной энергии пробьют земное магнитное поле и уничтожат все, что осталось целым после воздействия энергии Солнца. Земная атмосфера приобретет температуру порядка 5 тысяч градусов Цельсия, а на высоте около 60 километров появятся облака пара, через которые будет проглядываться очень яркий шар Солнца, который будет постоянно увеличиваться. Через несколько часов после взрыва Солнце достигнет таких размеров, что закроет весь небосвод. Это будет означать, что раскаленная плазма уже достигла Земли, и ударной волной планету собьет с орбиты и выкинет прочь за пределы системы.

От нашей планеты останется небольшой огарок, который на протяжении многих миллионов лет постепенно остынет, двигаясь со скоростью около 20 тысяч километров в секунду от черной холодной звезды, которая когда-то называлась Солнцем.

Впрочем, часть астрономов уверена, что теоретически Земля сможет пережить гибель светила. К такому выводу ученые пришли после проведения ряда исследований, в рамках которых они занимались изучением вопроса о далеком будущем нашей планеты, то есть о том моменте, когда Солнце станет красным гигантом, а после, сбросит материю и превратится в белого карлика.

Исследователи утверждают, что будущее Земли будет в значительной степени зависеть от того, как именно Солнце начнет избавляться от лишней материи. По одному из спрогнозированных учеными сценариев, Землю может просто отбросить на далекую орбиту, что автоматически сохранит ее, поскольку на значительном расстоянии планета сможет пережить разрастание звезды. Однако даже на таком расстоянии на Землю будут действовать очень мощные приливы со стороны Солнца. Эти приливы будут тянуть Землю к красному гиганту. В настоящее время предсказать, какой из этих процессов окажется сильнее, и где в конечном итоге окажется планета (то ли на другой орбите, то ли в непосредственной близости с гигантом), невозможно.

Если Земля окажется на орбите с достаточно большим радиусом, это может оказаться губительным для нее, ведь нельзя исключать возможности столкновения, к примеру, с Марсом, что станет причиной гибели обеих планет. Но если столкновения не произойдет, то Земля позже может оказаться в зоне вокруг белого карлика, которая вполне пригодна для обитания.

В августе 2011 года ученым удалось обнаружить следы столкновения небесных тел в системе еще одного белого карлика – NLTT 43806, который находится на расстоянии порядка 50 световых лет от нашей планеты. В его спектре было обнаружено значительное соотношение алюминия и железа. Некоторые ученые уверены в том, что это является следствием падения обломков каменистых небесных тел, в том числе, и планет, на компактный объект.

Также существует гипотеза о том, что вокруг каждой гигантской звезды существует своего рода зона отчуждения, протяженность которой составляет примерно 0,6 астрономических единиц. Однако все планеты, которые находили до этого времени, были за пределами этих зон. Теперь же, когда ученые обнаружили планету в непосредственной близости от HD 102272 (еще один красный гигант), они смогут проанализировать, какое влияние оказывает красный гигант на эту планету, и, соответственно, чего теоретически следует ожидать землянам. К слову, по мнению ученых, вокруг этого гиганта вращается еще одна планета, но никаких точных данных, чтобы опровергнуть или подтвердить эту гипотезу, нет. Сам красный гигант расположен на расстоянии порядка 1200 световых лет от нашей планеты.

Таким образом, о том, каким будет конец Солнца и выжевет ли планета Земля можно только догадываться…

No related links found