Если бы Солнце внезапно остановило свои термоядерные реакции, последствия были бы катастрофическими, однако взрыва или мгновенной гибели не произошли бы. Существуют механизмы, которые позволяли бы нашему светилу сохранять тепло какое-то время, даже без процессов слияния.
ПРОЦЕСС ПОТЕРИ ТЕПЛА В СОЛНЦЕ
Солнечная поверхность охлаждается, излучая тепло в холодное пространство. Это напоминает ситуацию на кухне: когда мы ставим сковороду на плиту, она сначала холодная, но с течением времени нагревается. И хотя солнце составляет более миллиона километров в диаметре, принципы термодинамики все равно применимы. Остановка термоядерных реакций в центре Солнца не приведет мгновенно к его остыванию, так как у него имеется запас тепла, который будет медленно вытекать наружу.
МЕХАНИЗМ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
Солнечная температура определяется балансом между гравитацией и внутренним давлением, создаваемым термоядерными реакциями. Гравитация тянет Солнце внутрь, в то время как давление от горячего газа старается избежать этого сжатия. Этот баланс, известный как гидростатическое равновесие, поддерживает стабильность звезды.
Когда Солнце начинает сжиматься, температура ядра возрастает, увеличивая скорость термоядерных реакций. Это создает больше тепла, которое выталкивает снизу вверх и способствует значительному уменьшению давления гравитации. Этот процесс эффективен, и именно из-за него Солнце может сохранять стабильность в течение миллиардов лет.
КЛЮЧЕВЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ВКЛАДЫ: КЕЛЬВИН И ГЕЛЬМГОЛЬЦ
В середине 19 века ученые столкнулись с проблемами понимания возраста Солнца. Герман фон Гельмгольц предложил, что звезда могла удерживать тепло за счет медленного сжатия. В 1854 году Уильям Томсон, ставший лордом Кельвином, опубликовал свои расчеты. Хотя он пришел к ошибочному выводу о возрасте Солнца в десятках миллионов лет, его математические модели оказались полезными для понимания тепла, сохраняемого Солнцем.
СЛОЖНАЯ САМОПОДДЕРЖИВАЮЩАЯ СИСТЕМА
Кроме того, удивительным фактом является то, что Солнце может саморегулироваться. Когда его объем уменьшается, и при этом обнаруживается дополнительный объем для сжатия, колебания могут вызвать увеличение термоядерной активности, что обеспечивает дальнейшее нагревание. И наоборот, когда Солнце расширяется, реакция замедляется, позволяя солнечному шару осесть. Этот процесс поддерживает звезду в стабильном состоянии на протяжении миллионов лет.
Так, даже если термоядерные реакции полностью прекратятся, Солнце продолжит оставаться горячим какое-то время благодаря запасу тепла и механизму Кельвина-Гельмгольца. В результате, свет и тепло, которые мы сейчас наблюдаем, будут постепенно угасать, сохраняя тепло на протяжении длительного времени.
В следующей части нашей серии мы тронем тему фотонов, температура которых дойдет до Земли спустя сотни тысяч лет, забирая с собой историю и звездные процессы, которые происходили в Солнце.