Ничто не вечно, будь то холодный сентябрьский дождь или мир, в котором вы живете. Однажды наше солнце умрет, и, с точки зрения апокалипсиса, все будет очень плохо, независимо от того, в каком районе вы живете. К счастью для нас, это произойдет не в ближайшее время. Мы точно не увидим.
Дело в том, что многие из вариантов конца света вполне возможны. Ядерная война, изменение климата, зомби-апокалипсис, или что попроще. Все это может произойти, но ни один вариант не является гарантированным. Смерть солнца, в свою очередь, абсолютно гарантирована.
И несмотря на то, что это не может коснуться нас, сегодняшних жителей планеты, многим было бы интересно и познавательно узнать, что конкретно ждет наших далеких несчастных потомков.
Когда это произойдет?
Солнце состоит примерно на 92% из водорода, который непрерывно подвергается реакции деления и постоянно вырабатывает энергию. При температуре в 15 000 000 °C в его ядре давление и жар настолько интенсивны, что водород преобразуется в гелий. Если говорить о размере, Солнце примерно в 330 000 раз больше Земли.
Солнце умрет, как только израсходует весь этот водород. Вы можете приблизительно оценить эту цифру примерно через 5 миллиардов лет. Сейчас ему около 4,5 миллиарда лет, так что оно еще даже не достигло среднего возраста. Однако, даже по прошествии этого количества лет Солнце не умрет сразу. После того, как водород будет израсходован, у нашей звезды останется еще два или три миллиарда лет, чтобы пережить агонию смерти. Красивое сравнение, но можно просто сравнить с машиной у которого кончается топливо и она глохнет.
Наше солнце — это желтый карлик или звезда главной последовательности G-типа. В общем, любая звезда, которая примерно размером с наше солнце и претерпевает тот же тип реакции синтеза, является желтым карликом. Но по мере того, как водород будет израсходован, она станет красным карликом. И это все еще не конец. Солнце должно достичь фазы белого карлика, и вот тут наша звезда официально умрет.
Как погаснет Солнце?
Как мы уже упоминали, у Солнца закончится топливо только через 4-5 миллиардов лет. Как только весь водород исчезнет, останется только гелий. Наше Солнце не будет производить тепла или давления в своем ядре, чтобы сжигать гелий.
Прямо сейчас огромная сила гравитации, создаваемая Солнцем, постоянно тянет ядро, но производство гелия в процессе синтеза выталкивает его обратно, как бы уравновешивая. Гелий по сути является отходами в процессе синтеза. Солнце не нуждается в нем и не может его использовать. Так что, как ядерный реактор здесь, на Земле, оно просто производит этот мусор и бездельничает, потому что что еще ему делать? По крайней мере, на Земле мы можем закопать ядерные отходы в горе и притворяться, что нам не нужно об этом беспокоиться. Солнце просто должно держать его там, и в конечном итоге это станет проблемой.
Когда у Солнца закончится водород для сжигания, гравитационные силы возьмут верх и сделают ядро все плотнее и плотнее. Гелия в нем будет больше, чем водорода, и водород начнет гореть снаружи ядра. Это превратит желтый карлик в красного гиганта. Если вы не знаете, что такое красный гигант, вы, вероятно, можете догадаться по названию, что он будет существенно отличаться от того, что мы имеем сейчас.
Поскольку ядро будет по сути мертвым и невероятно сжатым гравитацией, водород, горящий снаружи, наконец-то сможет расширяться, а не удерживаться внутри. Это расширение — то, откуда берется гигантская часть красного гиганта. Больше не связанное этими гравитационными силами, Солнце будет расти. Оно может достичь Марса.
Что будет дальше?
Как только красный карлик сформируется и расширится до необходимого размера, у оставшейся части Солнца будет всего несколько вариантов. Оно будет сжигать топливо, которое сможет, пока красный карлик не сожмется и не сформируется в гораздо более холодный белый карлик. По сути, это конечное состояние для большинства меньших звезд. Все топливо сгорит, больше не будет происходить никакой реакции.
В течение многих лет считалось, что наше Солнце останется таким навсегда — холодным и забытым комком в космосе, но компьютерные модели предполагают, что остальная часть солнечного материала будет выброшена в космос. По сути, это просто газ и пыль, которые могут составлять до половины всей массы звезды, все они будут выброшены и создадут туманность в нашей солнечной системе.
Если вы видели фотографии туманностей в Интернете, то это будет то, что там изображено. Внутренности некогда яркой звезды, освещенные последними частицами энергии из чрезвычайно горячего ядра этой звезды. В космических масштабах они очень недолговечны, и туманность нашего солнца может просуществовать всего 10 000 лет.
Подписывайтесь на мой Телеграм канал https://t.me/+2_mpnJYjogIxODRi
Может ли Солнце стать черной дырой?
Массивная, плотная звезда может потенциально образовать черную дыру, когда она умирает. Огромные звезды проходят через тот же процесс, через который пройдет наше Солнце, сжигая все свое топливо, по мере того как ядро становится все плотнее и плотнее. Из-за размера звезд масса становится настолько плотной, что когда звезда взрывается, она коллапсирует в черную дыру. Эта сингулярность настолько мощна, что сам свет не может вырваться. Все, что находится поблизости, включая планеты, потенциально может быть втянуто и уничтожено.
Звезды, которые коллапсируют в черные дыры, обычно в 8-10 раз больше нашей звезды. Условно говоря, у нас в системе очень маленькая звезда. Солнце не только недостаточно велико, чтобы образовать черную дыру, но оно даже недостаточно велико, чтобы стать сверхновой, когда умрет или превратится в нейтронную звезду. Не то чтобы судьба нашей солнечной системы стала лучше или хуже в результате этого, в случае смерти звезды нет счастливого финала для звездной системы в целом, но нет, никакая черная дыра не образуется.
Сможет ли Земля выжить?
Естественно, мы не знаем точно, как будет выглядеть Солнце, когда оно умрет и превратится из желтого карлика в красного гиганта. Однако, основываясь на том, что мы знаем о текущей плотности Солнца, его элементном составе и подобных вещах, компьютерные модели предполагают, что красный гигант, которым оно станет, поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, саму Землю.
Опять же, если вы планируете жить через несколько миллиардов лет, вам, возможно, стоит подготовиться к тому, что произойдет до того, как вся планета будет поглощена красным гигантским солнцем. Для начала, через несколько сотен миллионов лет, может быть, через миллиард лет, Земля, вероятно, станет непригодной для жизни. Некоторые прогнозы говорят, что у нас есть около 500 миллионов лет, прежде чем тепло Солнца станет настолько сильным, что океаны выкипят, а Земля превратится в огромную негостеприимную теплицу.
Солнце становится ярче все время, пока вы живы. Оно становится все жарче и ярче все время, пока существует Земля. Очевидно, что это медленный процесс, но наше солнце ярче, чем во времена динозавров. Фактически, светимость увеличилась на 30% с момента его формирования.
Яркость Солнца тесно связана с тем, как функционирует жизнь на Земле. Ожидается, что через миллиард лет светимость увеличится еще на 10%. Она увеличивается на 10% каждый миллиард лет. Это может снизить уровень CO2 настолько сильно, что сложная растительная жизнь больше не сможет существовать. Это фактически убьет большую часть жизни на планете.
Однако некоторые оптимистичные исследователи считают, что этот цикл, управляющий CO2, не так зависит от температуры, как мы изначально думали, и растения могут фактически получить еще 0,6 миллиарда лет, прежде чем они умрут. Разве это не здорово? В этот момент, как они полагают, что так называемый переход к влажному парниковому режиму убьет все растения, поскольку наша атмосфера станет настолько насыщенной влагой из-за повышенных температур, что растения не смогут выжить. Это по сути тот самый прогноз на 500 миллионов лет, о котором мы упоминали ранее, только на более длительной временной шкале.
На какие бы отрезки времени вы не резали этот процесс, в конечном итоге атмосфера Земли не сможет выдержать силу Солнца и будет уничтожена. По сути, это будет концом всей жизни на планете. Земля станет похожа на Венеру: выжженный ландшафт непригодного для дыхания воздуха, в основном состоящего из углекислого газа.
Теперь, будь то через миллиард лет или 1,6 миллиарда лет, предположим, что самая сложная жизнь на Земле вымерла. Затем еще через три миллиарда лет или около того, пока не произойдет превращение в красного карлика. Нет никаких шансов, что Венера или Меркурий переживут это. Ученые не уверены, будет ли Земля поглощена целиком или мы просто окажемся прямо на границе нового красного солнца.
Если нас действительно поглотит солнце, то на уничтожение всей планеты уйдет меньше дня. Это может занять всего несколько минут. Если нас не поглотит, мы будем так близко, что солнце сожжет все на планете до небытия, за исключением железного ядра. Все на поверхности, кора, мантия, все породы, все до самого низа будут растворены.
Ради забавы, некоторые из внешних планет, такие как Плутон, могут фактически стать обитаемыми мирами с жидкой водой на поверхности. Не то чтобы жизнь там разовьется или даже будет иметь много времени для ее появления, но это возможно.
Короче говоря, нет сценария, в котором Земля переживет Солнце.
Можно ли остановить смерть Солнца?
Итак, предположим, что люди будут жить через миллиард лет. Солнце становится все ярче, оно становится все горячее, и как биологический вид мы понимаем, что конец приближается. Есть ли способ остановить Солнце от уничтожения нас и себя самого?
Сюжет фильма 2007 года «Пекло» был по сути именно таким. Астронавты отправились в космос с целью спасти Солнце, взорвав внутри него ядерное устройство. В реальной жизни это, вероятно, не совсем правдоподобно. Но имейте в виду, что у нас есть миллиард лет, чтобы придумать лучшую идею. Вы должны надеяться, что технологии будут совершенствоваться за пределами того, что мог себе представить 2007 год.
Ученые постоянно размышляют о технических проблемах, связанных с попытками починить Солнце, чтобы оно не погибло. По сути, это означает либо избавиться от избытка гелия, либо закачать больше водорода. Большая часть водорода Солнечной системы уже находится на Солнце, поэтому найти существенный запас будет проблемой.
Была предложена идея «размешивания» солнца, поскольку внешний слой не сжигается, а потребляется внутреннее ядро. Большая часть внешнего водорода теряется и будет выброшена в космос, прежде чем он когда-либо получит шанс быть использованным на солнце. Однако любая технология, способная смешивать его, вероятно, увеличит яркость и тепло солнца. Для того, чтобы это сработало, необходимо выпустить от одного до пяти миллионов тонн гелия в секунду.
Другие идеи могут включать использование лазеров для буквального вырезания водорода в попытке создать несколько меньших красных карликовых звезд, которые горят менее интенсивно, но гораздо дольше.
Впрыск водорода непосредственно в ядро также может вызвать нестабильность, что приведет к интенсивным вспышкам и скачкам температуры. Создание меньших солнц резко снизит их температуру. Другими словами, даже теоретически пытаться манипулировать целой звездой — очень рискованное дело. Но кто знает, что будет через миллиард лет?
Подписывайтесь на мой Телеграм канал https://t.me/+2_mpnJYjogIxODRi