Это было еще до 1600 года, когда кто-то подумал, что Солнце и звезды являются одним и тем же типом объектов. Теперь мы знаем, что Солнце - одно из 100000000000 (10 11) звезд в нашей собственной галактике - Млечном Пути, и, вероятно, по крайней мере еще 10 11 галактик существует во Вселенной. Солнце является средней по величине старой звездой возрастом около 4.5 миллиард лет, находящейся на расстоянии от нашей ближайшей соседней звезды по галактике в 4 световых года. Наше собственное положение в галактике по отношению к ее внешнему краю - около 30000 световых лет от галактического центра. Время движения по Солнечной орбите вокруг центра галактики с периодом около 200000000 лет мы можем считать Солнечным годом. В своей жизни Солнцем было совершено около 22 оборотов вокруг центра галактики. Это подобно 22- летнему циклу деятельности Солнца, что наблюдает человек. Все это указывает, что Солнце находится в начале своей жизни.
Протозвезда.
Современные теории считают, что около 5 миллиард лет тому назад Солнце начинало формироваться из огромного темного облака пыли и пара, в состав которого входили остатки более ранних взорвавшихся звезд. Под влиянием силы тяжести облако начало сжиматься и вращаться. Степень сжатия около центра была очень большой и постепенно сформировалась плотная центральная сердцевина. Так как скорость вращения возрастала для сохранения углового момента, внешние части образования начинали выравниваться. Частицы пыли и пар около внешнего края этого образования имели меньшую плотность и они вращались вокруг своего собственного центра в том же направлении, как и родительское облако. Они были обречены, чтобы стать Землей и другими планетами нашей солнечной системы.
Водород – стадия горения
С началом ядерных реакций в ядре Солнце начинало свою жизнь как истинная звезда, нагретая не скудной энергией гравитационного коллапса, а как звезда с почти неисчерпаемым источником ядерного топлива, содержащегося в своем внутреннем составе. Эта ядерная печь поддерживает Солнце в состоянии равновесия, создая достаточно тепла и такое давление, чтобы противостоять сокрушительной внутренней силе тяжести и останавить сжатие.
Солнце остается в этом стабильном состоянии в течение последних 4.5 миллиард лет, но каково его будущее? Солнце медленно становится более ярким (более высокая светимость) и скорость его вращения снижается. Вычислено, что молодое Солнце имело только около 70% яркости, что имеет оно теперь, и его экваториальный период вращения был около 9 дней, а не 27 дней, что оно имеет теперь. Более высокая скорость вращения, вероятно, вызвала большую взрывную активную деятельность на его поверхность. Солнце, кажется, успокаивается на своем уровне активности, в то же самое время растет его температура, светимость и размер. Предсказано, что примерно через 1.5 миллиард лет, когда Солнцу будет 6 миллиард лет, оно будет почти на 15% ярче, чем в настоящее время. Когда Солнцу будет 10 миллиард лет, оно будет почти вдвое ярче, чем теперь, и иметь радиус примерно на 40% больше.
Становление Красного Гиганта.
В течение первой фазы звездной жизни, ядерная печь в ядре плавит ядра водорода в гелиевые ядра. Примерно через 10 миллиард лет водородное топливо в сердцевине будет исчерпано и ядро начнет сокращаться снова. Это вызовет повышение температуры и водородное слияние (ядерная реакция) начнется в оболочке, окружающей ядро. Поверхностные слои будут расширятся в течение следующих 1.5 миллиард лет пока Солнце не станет в 3 раз больше настоящего размера. Наблюдатель на Земле должен видеть Солнце как ярко красный диск в 3 раза больший, чем размер полной Луны. Тем не менее, присутствие такого наблюдателя на Земле сомнительно, так как поток энергии на поверхности Земли будет в 3 раза больше, чем он есть теперь, и Земля будет на 100 K горячей, чем в настоящее время.
Солнце продолжит свое расширение по величине и светимости, становясь красной гигантской звездой . Радиус Солнца достигнет 100 настоящих размеров, так что планета Меркурий будет поглощена им и она испарится. Светимость Солнца будет в 500 раз больше настоящей величины, Земля станет морем расплавленной лавы с температурой около 1700 K. Солнце останется в этой красной гигантской ступени в течение 250 миллион лет (около 1 Солнечного года) и его ядро еще больше сожмется и нагреется.
Когда температура ядра достигнет около 100 миллионов K, гелиевый пепел, оставшийся с более ранних этапов ядерного слияния, может начать превращаться в углерод. При этом высвоботится огромное количество энергии, что поднимет основную температуру Солнца до 300 миллионов K. Начало такого процесса будет внезапным и взрывным, что мы называем как гелиевая вспышка. Примерно 1/3 Солнечной массы будет выброшено в пространство, что сформирует планетарную туманность. Ядро Солнца затем остынет до 100 миллионов K, тогда начнется устойчивое горение гелия. К тому времени Солнце будет почти в 10 раз больше настоящего диаметра и иметь в 20 раз большую светимость.
Карлики, Нейтронные Звезды, Сверхновые звезды и Черные Дыры.
После того, как ядра гелия преобразуются в ядра углерода, масса Солнца уменьшится и превратится в звезду, которую мы называем белым карликом. До этого момента пройдет почти 15 миллиард лет, и Солнце – карлик будет иметь только 1% от своего настоящего размера (примерно размер Земли), и 0.1% от светимости. Белый карлик, созданный полностью из углеродных ядер, будет чрезвычайно плотным, солнечная масса будет сжата в сферу размером с Землю. Плотность составит около 2 x 10 9 кг/м3, это примерно та плотность, как если бы автомобиль весом в 1000 кг сжали до размера наперстка. Постепенно, через несколько миллиардов лет температура и светимость белого карлика уменьшится и он закончит свою жизнь как холодная, темная гарь углерода, превратившись в черного карлика .
Не все звезды становиться черными карликами. Этот конец звезды предсказан для малых звезд, с массами вплоть до 3 солнечных масс, большие звезды через слияние водорода и гелия сгорят сравнительно быстро. Когда гелий исчерпается, температура ядра поднимется достаточно высоко, чтобы произошло слияние тяжелых элементов. В конечном счете, на втором этапе жизни первые 26 элементов будут произведены вплоть до железа. Но нет пути для термоядерного слияния, при котором образовались бы элементы тяжелее железа. По этой причине звезда не может более генерировать энергию. Без внутреннего давления, чтобы противодействовать силе тяжести, начинается третий этап и, в конечном счете, электроны и протоны вынуждены формировать нейтроны. Звезда, наконец, стабилизируется в своем развитии и заканчивает свою жизнь как небольшая нейтронная звезда с диаметром около 16 км и плотностью порядка миллиард миллионов г/см2.
В больших звездах крах ядра, заполненного железом, случается так быстро, что звезда буквально сама взрывается как сверхновая звезда. Это - наиболее известный грандиозный звездный случай. В течение нескольких дней звезда выделяет больше энергии, чем целая галактика. В течение взрыва сверхновой звезды температура и давление так высоки, что все элементы вплоть до урана и плутония создаются и затем выбрасываются в пространство. Установлено, что на ранней истории вселенной много больших звезд становились сверхновыми звездами, и синтезированы все известные элементы. Эти элементы затем были включены в новые поколения звезд, некоторые из них становились сверхновой звездой и сформированными более тяжелыми элементами. Этот процесс происходит многократно, и при этом концентрация тяжелых элементов во вселенной продолжала возрастать. На Солнце мы можем видеть следы всех элементов, и предположено, что все тяжелее, чем железо, сформировалось прежде в сверхновой звезде.
В течение образования сверхновой звезды ее ядро превражается в массу нейтронов. Оставшаяся часть нейтронной звезды диаметром около 16 км вращается вокруг собственной оси обычно от 20 до 50 раз в сукунду. Звездное магнитное поле, образованная взрывом, чрезвычайно прочно. Электроны, закручивающиеся в спираль по отношению к северным и южным магнитным полюсам вращающейся звезды, производят радиоволны в узком луче, которые излучаются с магнитных полюсов звезды. Так как звезда крутится, то этот луч действует подобно лучу света маяка или подобно миганию фонаря на крыше полицейской машины. Когда эти пульсирующие радио сигналы впервые были обнаружены на Земле в 1960 году, то подумали, что они могли быть закодированными сигналами интеллектуальной формы жизни, и эти объекты забавно именовались LGM (небольшие зеленые человечки). Сейчас имеется более 500 таких вращающихся нейтронных звезд, известные как пульсары.
Наиболее массивные звезды имеют странную судьбу. Из-за большой массы и сильной гравитации конечный крах звезды не может быть прекратиться. Звезда как бы рушится сама в себя и формирует черную дыру. Природа пространства и времени около черной дыры полностью не понята, но созданы математические модели, которые предполагают, что есть несколько типов черных дыр. Пока ни одна черная дыра не обнаружена экспериментально. Понятие черной дыры возвращает нас, по крайней мере, к 1783 году, когда Джон Мишель размышлял о существовании звезды с такой чудовищной силой тяжести, что никакой свет не может вырваться из нее. Астрономы обнаружили несколько темных областей пространства, из которых излучаются рентгеновские лучи. Они думают, что эти лучи производятся электронами, что ускоряются в черных дырах. Интересны размышления на тему, куда девается материя после того, как она исчезает в черной дыре. Некоторые ученые надеются, что черная дыра заполнится и превратится в нормальную материю. Другие ученые предполагают, что черные дыры имеют другую сторону - белую дыру, через которую материя спонтанно появляется в пространстве. Возможно, что черная дыра является порталом к другой вселенной, или сокращенный путь к нашей собственной вселенной. Есть теоретические предположения, что подобное может существовать около центра галактик.
Большинство наших знаний звездной эволюции - рождения, жизни и смерти звезд - основаны в наблюдениях Солнца. Для астрофизиков Солнце является великолепной лабораторией для подробного исследования звезд. Но, как мы видели в последние несколько десятилетий, наука, базирующаяся на космических исследованиях, дает нам еще более сложную и загадочную картину, происходящего на Солнце. Бурная приповерхностная атмосфера Солнца, которую мы наблюдаем, со своими искаженными и динамическими магнитными структурами, все еще очень непредсказуема. Хотя мы знаем с каждым днем все больше о Солнце, есть много безответных вопросов, а новые возникают постоянно.
Каждому интересно узнать, что же происходило и, главное, будет с нашей планетой Землей. Но ее судьба тесно связана с Солнцем.
Рассмотрим сначала, каково было наше прошлое.
В 1944-49 гг. – О.Ю. Шмидт предлагает следующий сценарий образования Солнечной системы: Солнце и планеты образовались из единого газо-пылевого комплекса массой примерно 10 5 масс Солнца около 5 млрд. лет назад. Сначала образовалось Солнце, а затем около 4.6 млрд. лет назад - планеты.
Как считают сейчас учёные, Солнце и другие звёзды образуются из газо-пылевых облаков в результате небольшого гравитационного сжатия, при котором образуется небольшое уплотнение, к которому притягивается окружающий газ. Сжимаясь, эта протозвезда разогревается, пока в ней не начинаются термоядерные реакции. После этого звезда выдувает своим излучением вокруг себя газ, остатки которого вращаются в окружающем ёё газо-пылевом диске.
При вращении диска вокруг Солнца твердые породы слипались и образовывали планеты земной группы, а легкие элементы выносились солнечным излучением на периферию и из них сформировались планеты-гиганты.
После этого Солнце выходит на главную последовательность и находится в относительно стабильном состоянии, пока не выгорят запасы водорода в ядре.
Сейчас Солнце непрерывно перерабатывает водородное топливо в гелиевый «пепел», остающийся в ядре. Четыре ядра атома водорода превращаются в одно ядро атома гелия, поэтому средняя масса частиц в центре Солнца со временем возрастает. Вместе с тем ядра гелия создают меньшее давление по сравнению с ядрами водорода. За счет этого скорость превращения водорода в гелий снижается, что приводит к нарушению баланса между давлением и гравитацией. С течением времени размер ядра Солнца постепенно уменьшается. Но в более плотном и горячем ядре реакции синтеза элементов начинают протекать быстрее. Увеличивается количество вырабатываемой энергии, которая вырывается из центра: она понемногу расширяет внешние части звезды и увеличивает ее светимость.
Такие медленные изменения в ядре Солнца протекают с того момента, как наша звезда появилась «на свет». В настоящее время светимость Солнца примерно на 30% вышей той, которая была 4,6 миллиарда лет назад. Эта тенденция с постепенным ускорением сохранится и в будущем до тех пор, пока солнечный шар не расширится до гигантских размеров, и звезда не превратится в красный гигант. Это произойдет уже после истощения запасов водорода в ядре.
Таково наше прошлое и настоящее по мнению астрономов. А какое же будущее предрекает нам наука? Оказывается возрастание излучения Солнца приведет к гибели земной биосферы задолго до превращения Солнца в красный гигант.
Первыми учеными, которые обратили внимание на непосредственное влияние на Землю со стороны возрастающей светимости Солнца, были Джеймс Лавлок и Майкл Витфилд. В статье, опубликованной в 1982 году в журнале «Nature », они показали, что по мере нагревания Земли ее горные породы будут подвергаться нарастающему разрушительному воздействию со стороны атмосферы, в следствии чего усилится поглощение углекислого газа (С0 2): атмосферный углекислый газ в результате химических реакций будет связываться с осадочными горными породами. Лавлок и Витфилд подсчитали, что за 100 миллионов лет количество находящегося в атмосфере СО 2 снизится до уровня, который уже не сможет обеспечивать фотосинтез. Начнут исчезать растения. За ними последуют и животные, которые питаются растениями и дышат кислородом - продуктом процесса фотосинтеза, протекающего в растениях. И все это, по мнению ученых, случится через промежуток времени не больше того, который отделяет нас от эры динозавров.
Современные ученые в целом соглашаются с выводами Лавлока и Витфилда, хотя и находят их излишне пессимистичными. Новая модель, разработанная учеными из Университета штата Пенсильвания (США) Кеном Кальдера и Джеймсом Кастингом, включает в себя более корректное толкование парникового эффекта, чем это имело место в работе Лавлока и Витфилда. В новой модели биосфера будет существовать еще, по крайней мере, в 10 раз больший период времени, чем тот, который прошел с момента ее образования.
Примерно через 3,5 миллиарда лет светимость Солнца возрастет на 40% по сравнению с настоящим уровнем. Все запасы воды с поверхности нашей планеты испарятся, поверхность иссушится, растрескается и будет похожа на поверхность Венеры наших дней. В отсутствие воды углекислый газ, 25-40% современного количества которого растворено в водах океанов, будет иметь только один путь - в атмосферу. Большее количество СО 2 в атмосфере приведет к еще большему нагреванию поверхности планеты вследствие парникового эффекта. Земля покроется трещинами, и в результате увеличения вулканической активности в атмосферу попадет дополнительный объем углекислого газа. В итоге Земля не только лишится всех водных запасов, но и будет окутана тонкой оболочкой углекислого газа. Биосфера исчезнет.
Затем в течение нескольких миллиардов лет безжизненная Земля изменяться не будет, за исключением непрерывного повышения температуры ее поверхности. Но через 7 миллиардов лет излучение нашего светила начнет резко возрастать, что будет означать переход Солнца в следующую фазу эволюции. Когда возраст Солнца достигнет 12 миллиардов, лет запасы водорода в его ядре иссякнут.
После этого ядро звезды начнет стремительно сжиматься, поскольку гравитационному сжатию больше ничто не препятствует. В результате сжатия температура внутри ядра резко возрастет и поступающий из внешних слоев водород вновь начнет превращаться в гелий с еще большей скоростью. Выделяющаяся при этом энергия устремится к внешним слоям звезды, расширяя их сначала в 2, затем в 3 раза и более. Солнце закончит пребывание на главной последовательности эволюции звезд и примерно на 700 миллионов лет превратится в субгигант.
Когда весь водород в ядре Солнца израсходуется, ядерное горение переместится в расширяющуюся оболочку ядра. Это изменение приведет к событиям, которые резко увеличат потребление водорода и выделение энергии, что приведет к расширению поверхностных слоев нашего светила до ошеломляющих размеров. Оно превратится в раздувшуюся карикатуру своей первоначальной формы, его диаметр возрастет более чем в 160 раз. Солнце станет красным гигантом.
В ту эпоху для внутренних областей Солнечной системы наступят действительно тяжелые времена. По мере увеличения размера Солнца, превращающегося в красного гиганта, оно поглотит и испарит сначала Меркурий, затем Венеру. В Солнечной системе на две планеты станет меньше. Но что случится с Землей? Ответ неоднозначный. Дело в том, что на стадии красного гиганта эволюционирующая звезда теряет большую часть своей массы, которую уносит в открытый космос мощный звездный ветер. Солнце теряет свое вещество и сейчас. Его уносит в окружающее пространство вырывающийся из солнечной короны поток разреженной плазмы. В настоящее время Солнце теряет едва ли более одной сотой процента своей массы за один миллиард лет. Но звездный ветер красных гигантов, находящихся на поздних стадиях, например, переменных звезд типа Миры Кита, обладает гораздо более страшной силой. Он просто сдувает с красного гиганта в космическое пространство легкие фракции вещества. Так образуются планетарные туманности. Модели эволюции звезд показывают, что Солнце потеряет почти половину своей массы, прежде чем станет белым карликом.
По мере потери Солнцем своей массы планеты будут двигаться вокруг него по все более увеличивающимся орбитам из-за ослабления гравитационного притяжения Солнца. По этой причине конечная судьба Земли остается неопределенной. Возможно, наша планета избежит встречи с раздувшимся Солнцем, перейдя на орбиту, на которой в настоящее время находится Марс.
Произойдет это или нет, зависит от того, потеряет ли Солнце достаточную массу перед тем, как расширится. Некоторые модели предсказывают, что у Земли будет достаточно времени для того, чтобы избежать гибели. Но другие модели предсказывают совершенно иной результат. Согласно вычислениям, выполненным Джорджем Боуеном и Ли Энн Виллсон из Университета штата Айова (США), основная потеря массы Солнца произойдет лишь после того, как оно проглотит Землю.
Астрономы не знают точно, что произойдет с Солнцем в конце фазы красного гиганта, поскольку пока не удалось построить подходящую модель для событий, связанных с гелиевой вспышкой - началом горения гелия в ядре звезды. Исследования Виллсон привели ее к выводу о том, что Солнце, возможно, доживет до гелиевой вспышки, еще не потеряв своей основной массы. По ее мнению, Земля сгорит дотла, а ее пепел будет развеян солнечным ветром.
Каспер Рибики из Польской Академии наук и Карло Денис из Университета города Льеж (Бельгия) полагают, что Приливное взаимодействие приведет к уменьшению орбиты Земли. Внешняя оболочка Солнца, по всей видимости, «захватит» Землю, и будет «затягивать» ее к ядру, особенно на последних стадиях жизни красного гиганта, когда повторяющиеся кратковременные гелиевые вспышки раздуют звезду до максимальных размеров.
Даже если Земле удастся избежать этой опасности, она будет изрядно «поджарена». Когда светимость Солнца увеличится от 2000 до 3000 раз по сравнению с настоящим уровнем, температура поверхности Земли достигнет 1500°С.
Наша планета в итоге превратится в шар расплавленной лавы, а вся ее атмосфера и твердый поверхностный слой просто выкипят.
Такой бесславный конец ожидает нашу родную планету в отдаленном будущем. И если человечество не найдет способа переместиться в другую пригодную для жизни область космоса само на космических кораблях или вместе с планетой Земля, то нашу цивилизацию ждет гибель. Однако в нашем распоряжении еще есть, как минимум, сотни миллионов лет. За это время можно найти выход.
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
Сегодня мы поговорим о такой темной теме: что будет с нашей планетой, если Солнца не будет..И будет ли вообще что-то.
Для того, чтобы понять, что может произойти с гибелью либо устранением Солнца как главного светила на планете нужно сначала оценить роль Солнца при его жизни. Коечно, в одну статью эта информация не вместиться, люди тысячелетиями изучают самую яркую звезду и до сих пор она для них остается частью загадкой, однако попробуем кратко отразить суть.
Если погаснет Солнце, Земля погибнет всего за 8 минут 20 секунд
Солнце
Солнце — это самый мощный природный ядерный реактор! Температура внутри Солнца свыше 16 миллионов градусов по Цельсию, снаружи свыше 5 тысяч, постепенно температура повышается.
Солнцу сейчас примерно 4,5 млрд лет, это как минимум половина его жизни, то есть жить ему еще при идеальном раскладе не меньше того, что уже есть.
Не зря даже Земля является одной из планет Солнечной системы. Солнце «контролирует» все в нашей Вселенной, вокруг самой яркой и главной звезды вращаются спутники, планеты, астероиды, метеориты. Солнце, в зависимости от удаления и приближения Земли, греет нашу планету, и на ней начинается зима или лето, осень, весна, а когда Земля поворачивается вокруг своей оси обратной стороной — у нас ночь, потом день. Летом короткий ночной цикл, поскольку Земля в тот момент близко к Солнцу, поэтому оно освещает планету лучше чем в зимнее время года.
Мало кто из нас вообще представляет ситуацию, что Солнце не будет греть вечно и может погаснуть однажды. Это, пожалуй, последнее о чем думает человек, ходя по бренной земле, будучи наполнен раздумьями.
А зря… Солнце на самом деле не вечно.
Итак, научные версии рассмотрим позже, а пока, что будет если погаснет Солнце по мнению наивных землян.
— Сразу станет холодно, темно и все живое погибнет, возможно в течение нескольких секунд, а возможно дней.
— В первый день будет все привычно, но так слово наступила ночь, на 9-й день температура на всей Земле станет одинаковой минусовой, на 20-й день замерзнут водоемы, через два месяца температура опуститься ниже 60 градусов по Цельсию, через 6 лет Земля окажется на орбите Плутона, через 10 лет температура будет минус 150 градусов.
— Первые минуты мы даже не поймем, что Солнце погасло, затем наступит состояние похожее на ночь, постепенно Земля начнет остывать, через температура достигнет минуса.
— Перед тем как потухнуть Солнце увеличится и поглотит Землю, но если представить, что оно просто «выключится» — то Земля станет темной, холодной снаружи, однако внутри по-прежнему будет полна раскаленной лавы.
— Исчезнет гравитация, по которой мы «летаем» вокруг Солнца, и мы влетим в окно на скорости более 1000 км в час в далекую неизвестность, а наша планета, сошедшая с орбиты, столкнется с каким-нибудь метеоритом.
— Выживет малая часть людей на всей Земле — несколько тысяч, они поселятся в бункере, будут добывать энергию с помощью автономных АЭС, однако через 30 лет все запасы урана и плутония кончатся и все люди погибнут.
Но главное, версии, почему же Солнце может врут резко погаснуть:
— Закончится его жизненный цикл, длину которого никто из смертных не знает, закончится резко и неожиданно,
— Солнце испепелит само себя, то есть термоядерная реакция на его поверхности достигнет максимальных значений, после чего оно взорвется,-
— Человек своими пагубными действиями по отношению к природе, к атмосфере каким-то образом повлияет на жизнь Солнца и оно погаснет, прежде давая сбои в работе.
Какой итог и вывод можно сделать из доложенного? По мнению людей — «смерть» Солнца может прийти неожиданно, беспричинно, все что ожидает человечество после исхода Солнца — это смерть.
А теперь Давайте поговорим с научной, немного философской и религиозной точек зрения.
Откуда взялось Солнце? Его создал Бог:
«1 В начале сотворил Бог небо и землю.
2 Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою.
3 И сказал Бог: да будет свет. И стал свет.
4 И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы.
5 И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один.
13 И был вечер, и было утро: день третий.
14 И сказал Бог: да будут светила на тверди небесной [для освещения земли и] для отделения дня от ночи, и для знамений, и времен, и дней, и годов;
15 и да будут они светильниками на тверди небесной, чтобы светить на землю. И стало так.
16 И создал Бог два светила великие: светило большее, для управления днем, и светило меньшее, для управления ночью, и звезды;» («Бытие»)
Еще вариант:
«Солнечная система возникла из одного большого газопылевого облака. Это облако начало сжиматься под действием гравитации, в результате основная часть содержащегося в нём вещества собралась в центральный сгусток, из которого впоследствии возникло СОЛНЦЕ. Однако, так как это облако изначально не было неподвижным, а немного вращалось, то не вся масса облака оказалась сосредоточенной в центральном сгустке».
Возможно даже так, что оба эти варианта не исключают друг друга.
Почему же Солнце может погаснуть с научной точки зрения?
На самом деле — как бы нам сегодня не распивали неожиданность и опасность взрыва на самой яркой звезде, о реальности ее резкого исчезновения — не верьте! Даже по самым скромным расчетам жить Солнцу еще от 1 до 4,5 млрд лет. Но мы не знаем, конечно, что нас ждет завтра, и если исходить из того, что мир был создан (Богом, случайностью или иным образом) — то также можно прийти к тому, что мир может исчезнуть так же неожиданно как и появился, в том числе Солнце. В связи с этой гипотетической возможностью ряд ученых прогнозировали, что же произойдет с планетой после смерти Солнца, в частности Эйнштейн, специалисты НАСА, Гарварда и т. д.
Нам пророчили конец света в виде «отключки» Солнца в 2012 году, и до этого несколько раз, однако планета жива. Нам говорят про вспышки на Солнце, про его аномальную активность, про парниковый эффект, про вредность раскаленной ныне оболочки и излучения. Однако до гибели звезды по мирным прогнозам еще половина ее жизни.
Ученые установили, что звезды подобных типа и массы, как Солнце живут около 10 млрд лет, а живет оно уже половину, постепенно оно расходует свое водородное топливо, и температура будет повышаться, через миллиард лет вступит в стадию красного гиганта, не ранее чем через 3 млрд лет Солнце будет светить в два раза ярче, вода испариться, все формы жизни на Земле будут невозможны. К периоду 10 млрд лет от рождения Солнца оно вступит в период умирания, наступит процесс горения оболочки, Земля будет поглощена Солнцем, либо будет высушена и лишена атмосферы.
Вот, например, краткое описание «смерти» Солнца по наблюдениям смерти другой звезды после ее превращения в бего карлика:
«Американские исследователи из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в результате наблюдения за поведением звезды WD 1145+017 одновременно зафиксировали в пределах одной системы белого карлика, остатки другой планеты и космический мусор, сообщает Sci-News.
Эндрю Вандербург, астрофизик, глава исследовательской группы: «Мы застали белого карлика в момент, когда он уничтожает свою планету и раскидывает остатки по поверхности звезды».
Ученый объяснил, что как только звезда превращается в красного гиганта, она дестабилизирует орбиты планет вокруг нее и поглощает их. Именно этот момент и зафиксировал телескоп NASA. По словам Вандербурга, та же участь ожидает и Землю. По прогнозам ученых, Солнце поглотит нашу планету примерно через 5–7 миллиардов лет» .
Но превращение в белого карлика не будет сиюминутным, как вы понимаете, это опять же долгий период, многомиллионный, многомиллиардный возможно, и даже, став белым карликом, звезда будет способна излучать свет, однако тепло вряд ли… Словно автомобиль без топлива, по инерции будет катиться, однако уже не явит сил и прежней активности. Сейчас звезда на 30 % ярче чем при рождении, и она увеличивает яркость, объем. Через несколько миллионов лет температура Земли повысится на 40 градусов, начнет испарятся вода из океанов, все население должно будет прятаться днем в укрытиях, бункерах, и только ночью выходить на поверхность.
Даже если вдруг по неустановленным мистическим причинам Солнце внезапно погаснет, то, как установил Эйнштейн в ходе исследований, люди еще 8 минут не заметят ничего особенного, после наступит либо неминуемая гибель, либо — «затем начнутся необратимые последствия, невозможность фотосинтеза, погибнут все растения, иссякнут источники энергии. Однако кроме тех, кто говорит, что после гибели солнца нашу планету ждет та же участь есть и те, кто утверждает, что обогревать жилища можно будет вулканическим пеплом и жизнь будет возможна, только самая теплая погода на Земле будет минус 17 градусов по Цельсию, исчезнут деревья и т.д».
Жить можно будет в бункерах, перейти на автономный режим содержания и поддержания жизни, несколько десятков лет вполне можно просуществовать согласно модели ученых. Если за это время человек не научиться вырабатывать ресурсы из оставшихся возможностей, то ему грозит неминуемая гибель, однако гибель ему грозит в любом случае, на холодной и темной Земле люди долго не протянут. Не повезет родиться новым людям в это время, они в прямом смысле света белого не увидят… Единственная возможность как-то выжить - это использование запасов урана, плутония для создания, работы АЭС.
Еще один вариант «гибели» Солнца — это не его гибель в прямом смысле, а выход планеты из под обитаемой зоны звезды. Земля находится на оптимальном расстоянии со светилом, если ближе — повысится температура, высохнет влага, дальше — все замерзнет. Так вот сегодня Земля активно выходит их этой зоны — по заключениям ученых. При выходе планеты из обитаемой зоны Солнца она потеряет ресурсы необходимые для жизни, по прогнозам астрофизиков - Земля стала выходить из этой зоны гораздо быстрее чем прогнозировалось, и жить нам под светом звезды осталось всего лишь каких-то 1,75 миллиарда лет. Точнее не нам, а нашей планете.
По любым, даже самым опасным прогнозам, жить Солнцу еще как минимум миллиард это точно, конечно если не случится ничего сверхъестественного о чем мы упоминали. Поэтому не стоит сильно боятся того, что наша звезда погаснет.
Исходя из имеющихся исследований невозможно установить с точностью, что же будет с Землей если погаснет Солнце и может ли Солнце погаснуть неожиданно. Есть лишь описанные в статье предположения, в том числе великих ученых. Однако ясно что даже если смерть Солнца не приведет к сиюминутной гибели всего живого на планете, то это приведет к постепенной гибели всего живого. Солнце слишком много значит для нас, несмотря на то что мы этого не замечаем. Жизнь на Земле, даже без исследований это ясно, будет невозможна в полноценном формате без самой яркой звезды.
Но вот все-таки остаются вопросы, особенно после вникания в религиозную суть сотворения Солнца. Я привела в статье выше цитаты из Библии о сотворении светил, планеты…. Встает вопрос - если свет был создан раньше светил, Луны и Солнца, если человек был создан раньше Луны и Солнца, как и водоемы и все живое - может быть, и жизнь на Земле тогда возможна без Солнца? И СВЕТ ДНЯ возможен без света звезды?
Откуда же брался свет если не от Солнца? В общем, все сложно…
Однако, как говорят христиане, — уже за одно то что Солнце сегодня встало над нами нужно благодарить высшие сил. Ведь оно нам совсем не принадлежит, и греет и злых и добрых.
Мы привыкли жить под Солнцем и воспринимаем его как само собой разумеющийся факт, и мало кто задумывается над тем что многое на этой Земле не в нашей власти, в том числе Солнце.
Еще поразительно: Солнце, если живет 4,5 млрд лет, а люди максимум 80-100, то смешно над тем, как лихо они делают прогнозы о жизни небесных светил, планет…. Откуда они знают, что будет завтра и через сколько миллиардов лет погибнет Солнце??
И в целом: ученые обсуждают тему Солнца, ищут пути выхода от негатива излучения, все как-то с экономически, прагматически выгодной позиции. А ведь Солнце это такая романтика, можно сказать - один взгляд на него иногда заставляет вспомнить о вечности… Не зря столько песен посвящено ему, не зря оно нас всех переживает.
Признаки указывают, что на Солнце происходят необычные явления.
Что-то происходит с солнцем, констатирует Майкл Снадер в издании investmentwatchblog.com. Оно начало вести себя очень неустойчиво, и ученые не знают совсем, как это объяснить.
Солнечная активность, кажется, замедляется с каждым новым циклом, и гигантские «дыры» начали появляться на солнце. На данный момент, Солнце приближается к пику своего 11-летнего цикла, и все большее число ученых обеспокоены тем, что может принести следующий цикл. Если солнечная активность продолжит снижаться, может быть, солнечный цикл, в конце концов, исчезнет раз и навсегда? Возможно ли, что мы приближаемся к новому ледниковому периоду? Даже еще хуже, может ли странное поведение Солнца быть признаком, что наша звезда умирает? Традиционно ученые учили, что солнце никогда не умрет, а будет существовать миллиарды лет. Но в последние годы астрономы наблюдали звезды, похожи на наше Солнце, которые вдруг начинают вести себя очень нестабильно, а затем быстро умирают. Возможно ли, что аналогичное случится с нашим Солнцем?
Фактом является то, что нынешний солнечный цикл был самым слабым за последние 100 лет. И многие ученые находятся в поисках ответов …
Конечно, большинство ученых утверждает, что все будет в порядке, и что не существует повода для беспокойства, но другие не так уверены.
Например, Мэтью Пенн из Национальной солнечной обсерватории считает, что новый ледниковый период приближается …
Пенн предложил другой, более катастрофический вариант: могут исчезнуть полностью. Его команда использует спектры солнечных пятен, чтобы измерить их магнитные поля, и его данные показывают четкую тенденцию: напряженность магнитного поля в солнечных пятнах идет на убыль.
«Если эта тенденция сохранится, не будет почти никаких вспышек в цикле 25, и мы можем оказаться в другом минимуме Маундера,» — утверждает Пенн. Первый минимум Маундера произошел во второй половине 17-го века. Пятна почти не наблюдались тогда на Солнце, и это время совпало с малым ледниковым периодом в Европе.
Другое странное явление, за которым астрономы внимательно следят, — появление гигантских «отверстий» в Солнце. Совсем недавно массивная дыра, которая покрыла почти четвертую часть всей поверхности Солнца, стала главным заголовком в мировых СМИ …
Космический телескоп, направленный на солнце, увидел гигантскую дыру в солнечной атмосфере — темное пятно, которое охватывает почти четверть нашей ближайшей звезды, извергая солнечное вещество и газ в космос.
Так называемые корональные дыры над северным полюсом Солнца оказались в поле зрения в период с 13 по 18 июля, и их наблюдали в Солнечно-гелиосферной обсерватории или SOHO. NASA выпустила видео с «отверстием» на солнце, которое наблюдали космические спутники SOHO.
Это событие произошло после того, как наблюдалось другое гигантское «отверстие» на Солнце, которое было замечено в период с 28 по 31 мая.
Это является тем, что должно нас встревожить?
Некоторые ученые говорят «да», а другие говорят, что «нет».