Расширение солнца


Расширение солнца

Сейчас в солнечном ядре происходит синтез гелия из водорода, в результате чего с каждой ядерной реакцией небольшое количество массы превращается в чистую энергию, согласно эйнштейновскому E = mc в квадрате.

Но это не может продолжаться вечно, ибо количество топлива в ядре ограничено. Солнце уже потеряло в этом процессе массу, эквивалентную массе Сатурна, а через 5-7 млрд лет полностью израсходует всё горючее в ядре. Раздувшись до красного гиганта, оно в результате сбросит внешние слои, породив планетарную туманность, а его ядро сожмётся и превратится в белого карлика. Для внешнего наблюдателя это будет прекрасный и красочный вид. Вот на первом фото Туманность Кошачий Глаз – великолепный и красочный пример этой возможной судьбы.

Но внутри Солнечной системы это приведёт к катастрофе.

Расширение солнца

Первое, что нужно знать о красных гигантах – они огромны. Нам кажется, что наше Солнце крупное: 1,4 млн км в поперечнике, с массой в 300 000 раз больше, чем у Земли, однако по сравнению с красным гигантом это ничто. С такой массой наше Солнце вырастет в 100 раз по сравнению с предыдущим размером, поглотив Меркурий и Венеру. Земля, скорее всего, будет вытолкнута дальше, во время роста и потери массы Солнцем, и хотя её и может поглотить звезда, учёные пока спорят о том, выживет она или нет.


Расширение солнца
Если расчёты верны, Солнце не должно будет поглотить Землю, когда оно раздуется до красного гиганта.

В таком случае Земля и Марс превратятся в обуглившиеся, бесплодные миры. Океаны и атмосферы этих планет вскипят и исчезнут с поверхности, и эти миры станут безвоздушными и горячими, как сегодняшний Меркурий. Эти эффекты будут простираться далеко за пределы орбит внутренних скалистых миров Солнечной системы.

Видите ли, красные гиганты не просто огромны, они также всё ещё разогреты до многих тысяч градусов, а сияют в тысячи раз ярче, чем сегодняшнее Солнце. Большая часть выброшенного материала – по массе составляющего от трети до половины Солнца – останется разогретым до экстремальных температур и дойдёт до внешних краёв нашей Солнечной системы. Астероиды расплавятся, потеряв все летучие компоненты, и от них останутся только скалистые ядра.

Расширение солнца
В астероидах есть некоторое количество летучих компонентов, и они часто демонстрируют хвосты, приближаясь к Солнцу. Со временем, когда Солнце дорастёт до красного гиганта, эти астероиды расплавятся, потеряют все летучие материалы, и станут либо кучками булыжников, либо расплавленными камнями – в любом случае, став гораздо меньше текущих размеров


Но газовые гиганты будут достаточно массивными, чтобы и дальше удерживать свои газовые одежды, которые, возможно, даже вырастут, когда Солнце войдёт в эту фазу. К примеру, сегодня мы находим на орбите вокруг красных гигантов только газовых гигантов, размером гораздо больше даже Юпитера. Возможно, это результат селекции – и мы видим их потому, что их легче всего увидеть – но, возможно, это результат неизбежного процесса.

Огромные количества материала, покидающего Солнце, будут сталкиваться с гигантскими мирами, обладающими мощными гравитационными полями. Большая часть материала, которая встретится с этими атмосферами, издаст шлепок космических масштабов и увеличит размер и массу этих миров. В результате Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун могут оказаться крупнее и массивнее, чем сегодня.

Расширение солнца
Визуально сразу бросается в глаза большой разрыв между размерами миров земного типа и планет типа Нептуна – и превращение Солнца в красного гиганта лишь увеличит эту разницу. Земля и Марс потеряют атмосферы, а, возможно, и часть поверхности, при этом газовые гиганты вырастут, поглощая больше и больше материи, когда Солнце будет сбрасывать внешнюю оболочку.


Однако Солнце станет таким ярким и горячим, что большая часть внешней Солнечной системы будет полностью уничтожена. У каждого из газовых гигантов есть свои кольца; наиболее известны кольца Сатурна, но у всех наших четырёх гигантов они есть. В основном они состоят из различных льдов – водяного, метанового и замёрзшего углекислого газа. Благодаря экстремальной энергии, выдаваемой Солнцем, эти льды не просто расплавятся – их отдельные молекулы приобретут такую энергию, что их выкинет за пределы Солнечной системы.

Расширение солнца
Кольца Нептуна, снятые на широкоугольную камеру аппарата Вояджер-2 с большой экспозицией. Можно видеть, насколько они непрерывны. Кольца Нептуна, как и кольца всех газовых гигантов, состоят из летучих ледяных компонентов, и расплавятся, вскипят и сублимируют, когда Солнце превратится в красного гиганта.

То же будет верно для лун, богатых водой, вращающихся вокруг этих миров. Замёрзшая поверхность Европы, под которой находится водяной лёд, полностью выкипит. То же случится и с Энцеладом, у которого испарится практически всё, кроме скалистого ядра с примесью металлов. Практически все луны Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна значительно уменьшатся в размере, их атмосферы выкипят, их внешние слои расплавятся и исчезнут; останутся лишь ядра этих спутников, состоящие из камня и металла. Некоторые луны, полностью состоящие из летучих веществ, могут полностью исчезнуть.


Даже крупнейшие и хорошо известные объекты пояса Койпера не защищены от этой беды. Даже миры, находящиеся на таких огромных расстояниях, как Тритон, Эрида или Плутон будут получать в четыре раза больше энергии на единицу поверхности, чем сегодня получает Земля. Их атмосферы и поверхности, ныне покрытые различными типами льда, и, возможно, содержащие подповерхностные океаны, также полностью испарятся. Когда Солнце станет красным гигантом, и внутренние миры превратятся в обгорелые останки или будут поглощены Солнцем, миры типа Плутон не станут потенциально обитаемыми планетами: они сгорят. Они превратятся в голые ядра из камня и металла, и станут похожими на сегодняшний Меркурий.

Расширение солнца
Геологическая структура под поверхностью равнины Спутника. Возможно, что на Плутоне под тонкой корой находится океан жидкой воды. Когда Солнце станет красным гигантом, все внешние слои сублимируются и выкипят, оставив за собой лишь ядро из камня и металла.

Несколько десятков или сотен миллионов лет будет надежда на наличие более приемлемых условий на поясе Койпера, на расстоянии в 80-100 раз большем, чем расстояние от Солнца до Земли. На этот небольшой, по космическим меркам, промежуток времени объекты на этом расстоянии будут получать примерно столько же солнечного света, сколько сегодня получает Земля. Однако для обитаемости миру нужно нечто большее, чем солнечный свет; нужно иметь достаточно массы, подходящий размер и соответствующие ингредиенты. Луна и Земля очень сильно отличаются по обитаемости, несмотря на получение практически идентичного количества солнечной энергии на единицу площади.


Расширение солнца
Орбиты известных седноидов, вместе с предполагаемой Девятой планетой. Даже когда Солнце станет красным гигантом, Девятая планета – чьё существование и так спорно – не дойдёт до температуры, достаточной для того, чтобы стать потенциально обитаемой. Другие миры пояса Койпера, даже те, что окажутся на нужном расстоянии, будут слишком мелкими с этой точки зрения.

Однако даже гипотетическая Девятая планета окажется слишком далёкой для того, чтобы стать потенциально обитаемой, а всё, что окажется на нужном расстоянии, будет слишком мелким для того, чтобы там смогла существовать жизнь. Солнечная система станет расплавленной катастрофой, где останутся только голые ядра планет, лун и других объектов. Газовые гиганты, возможно, разбухнут и вырастут, растеряют свои кольца и многие спутники, но всё остальное станет не более чем кусками мусора, богатыми металлом. Если вы надеетесь, что замёрзшие внешние миры Солнечной системы, наконец, получат свой шанс блеснуть, вы будете разочарованы. Когда Солнце дойдёт до конца своей жизни, эти миры, как и наши надежды на выживание, столкнутся с тем, что всё самое важное расплавится и исчезнет.


[источники]источники
https://golovanov.net/2018/12/21/904/
https://www.patreon.com/posts/which-worlds-sun-20936777

Источник: masterok.livejournal.com

Солнце картинка

Целый флот космических аппаратов сейчас изучат солнце. Космические зонды ведут непрерывное наблюдение за гигантским светилом . Столь пристальное изучение Солнца связано с той невообразимо важной ролью, которую играет солнце в жизни Земли и всей солнечной системы.

Немного основных сведений о солнце. Солнце, как и другие планеты солнечной системы, состоит из пыли звезд, погибших миллиарды лет назад. Солнце считается относительно молодой звездой — ее возраст составляет около 4,57 миллиарда лет. Если учитывать, что прогнозируемый срок жизни Солнца – 10 млрд. лет, то Солнце сейчас находится на середине своего жизненного цикла.


Солнце — центр, вокруг которого проходит вся жизнь планет. У солнца достаточно гравитации, чтобы не дать разлететься всей системе. 99.8 % всей массы солнечной системы приходиться на солнце. Диаметр Солнца 1 391 000 километров. Солнце, в основном, состоит из водорода, гелия и других веществ, в небольших концентрациях. Солнце — источник энергии для всей солнечной системы. В раскаленном ядре происходит плавление вещества и выделение частиц энергии. За 1 секунду солнце генерирует энергию, эквивалентную энергии 2 млрд. водородных бомб.

На этом ролике заснята вспышка Солнца, в результате которой возникли помехи при съемке:

26 000 световых лет отделяют солнце от центра Млечного пути, вокруг которого Солнце делает полный оборот, в среднем, за 240 миллионов лет. Скорость движения Солнца по своей орбите составляет 217 км/с.

8 минут необходимо солнечному свету, чтобы достичь поверхности Земли. Солнце состоит из нескольких слоев, основными из которых являются: солнечное ядро, фотосфера, хромосфера и корона. Температура короны — миллионы градусов.

Схема строения Солнца:

Схема строения Солнца

Энергия солнца распространяется значительно дальше Плутона. Солнечный ветер состоит из его ионизированных частиц. Ветер дует от солнца, но, одновременно и Солнце притягивает все мелкие частицы(каметы и астероиды) к себе.


Солнце кажется нам огромным, но все познается в сравнении. Солнце — всего лишь одна из 2 млрд. звезд Млечного пути. Посмотрите небольшой ролик со схематичным сравнением планет солнечной системы, планет и Солнца, Солнца и других, самых крупных из известных на сегодняшний день, звезд нашей вселенной. Солнце в ролике обозначено как «Sol»

Что же будет происходить с Солнцем через несколько миллиардов лет, когда его жизнь начнет угасать? У Солнца не достаточно энергии, чтобы взорваться в конце своего существования, поэтому, где то через 3-4 миллиарда лет, Солнце начнет увеличиваться, расширяться, пока не достигнет границ нынешней солнечной системы и превратиться в «красного гиганта».
биты планет изменятся. Процесс расширения Солнца будет продолжаться и Солнце превратится в планетарную туманность с «Белым карликом», размером с Землю, внутри. Это небольшое солнечное ядро будет становиться все холоднее и совсем замерзнет.

На схеме изображен весь жизненный путь такого светила как наше солнце, начиная с термоядерной реакции, породившей звезду и заканчивая последней стадией — образованием «белого карлика»

Жизненный цикл Солнца

Жизненный цикл солнца

Земля, при таких процессах расширения Солнца, сгорит.

Солнце дало нам жизнь оно же и заберет ее. Мы превратимся обратно в звездную пыль, из которой все и образовалось.

А пока, мы живем, радуемся и продлится это, к счастью, еще достаточно долго.

Много интересной информации о солнце вы также можете узнать в наших статьях:

Темные пятна на Солнце и 24 Солнечный цикл

sol

Вспышки на солнце и их влияние на землю

sun

Солнце в высоком разрешении

vspishka-na-solnce

Солнечный ветер и солнечная погода

pogoda

Использование энергии солнца на Земле

solar-space

А вот самые лучшие, на сегодняшний день, кадры солнечной активности, снятые с с SDO:

Источник: spacereal.ru

Будущее ЗемлиПланеты земной группы. Что произойдет с ними по мере роста Солнца? Возможно, Меркурий и Венера почувствуют первыми на себе разрушительное влияние солнечной энергии. Из-за близости расположения к звезде Меркурий уже сейчас воспринимает огромный поток солнечной радиации и энергии. Меркурий – царство катастрофической жары на дневной стороне планеты и одновременно глубокого холода на ночной. По мере расширения Солнца поверхность Меркурия настолько разогреется, что постепенно начнет плавиться и испаряться.
Затем расширяющееся светило просто поглотит планету своими поверхностными слоями. Впитанная планета за сравнительно короткий промежуток времени вследствие испарения потеряет значительную массу. Оставшаяся же ее часть будет просто захвачена гравитацией Солнца, и Меркурий фактически перестанет существовать. Незавидная судьба ждет и Венеру. Ее атмосфера в сотню раз массивнее, чем земная, что приводит к интенсивному парниковому эффекту. На планете царит сверхбольшое давление и очень высокие температуры. После расширения Солнца Венера превратится в раскаленную безжизненную пустыню, лишенную какой-либо атмосферы.
Хотя радиус орбиты Венеры увеличится в результате потери в массе, температура на ее поверхности превысит более 2000 °С. Планета подвергнется значительному оплавлению и даже некоторому испарению. После же превращения Солнца в белого карлика Венера будет скована глубоким холодом. Нас же больше всего волнует, что произойдет с Землей в процессе расширения Солнца. Из-за увеличения светимости звезды поверхность Голубой планеты сильно нагреется. В силу высоких температур и интенсивного солнечного излучения вся жизнь постепенно вымрет, хотя некоторые возможности для ее сохранения останутся в течение определенного отрезка времени в полярных областях Земли.
Наша планета достигнет тех поверхностных условий, которые мы наблюдаем сегодня на Венере. Океаны и моря испарятся, а Земля превратится в безжизненную горячую пустыню с температурой у поверхности 1000°С. Над земной поверхностью зависнет сплошной мощный облачный слой преимущественно из углекислого газа. Более низкое гравитационное притяжение задаст планете более высокую орбиту. Но в конечном счете атмосфера Земли будет сорвана сильнейшим солнечным ветром. В течение всего того периода, пока Солнце будет оставаться в фазе красного гиганта, на Земле будут царить температуры, сравнимые с условиями в металлургической печи. Но после того как наше светило войдет в стадию белого карлика, поверхность планеты начнет остывать.
МарсПостепенно Земля погрузится во тьму, и на ней установятся низкие температуры. Восход белого карлика на Земле будет представлять собой восход звезды с угловыми размерами, близкими к параметрам современной Венеры, но при этом она будет обладать в 100 раз большей яркостью. Жизни в тех формах, которые нам известны, на нашей планете уже не будет. Но, возможно, обитаемая зона вследствие увеличения . светимости Солнца сместится за ее нынешние пределы к границам Солнечной системы. Сможет ли Марс пережить превращение Солнца в красного гиганта и стать новым домом для жизни вслед за умирающей Землей? Для этого есть определенные предпосылки. Известно, что наклон оси вращения этой планеты изменяется достаточно хаотично с интервалом в несколько миллионов лет.
В будущем наклон оси вращения Красной планеты продолжит изменяться, а количество солнечной энергии, достигающей полярных шапок планеты, будет увеличиваться. Поверхность Марса постепенно нагреется, его тонкая атмосфера начнет усиливать свою мощность, в том числе за счет свободного кислорода, вышедшего из грунта. Возможно, через 2,5 млрд лет на Марсе установятся благоприятные условия для жизни. И именно он станет тем спасительным убежищем, куда переселится человеческая цивилизация после резкого повышения температуры на Земле. Итак, вследствие расширения Солнца поверхность Земли, воспринимающая значительные объемы ультрафиолетового излучения, окажется со временем сильно нагретой. Постепенно с планеты исчезнут все океаны и моря, перестанет существовать земная атмосфера, а сама поверхность превратится в одну сплошную пустыню.

К тому времени жизнь в известных нам формах полностью исчезнет. Что же произойдет с другими планетами Солнечной системы? Смогут ли они стать новым домом для жизни человеческой цивилизации? Другие планеты Солнечной системы. Расширение Солнца обеспечит увеличение массы Юпитера. Обладающий мощнейшим гравитационным притяжением, он, возможно, сможет притянуть к себе не только космическое вещество, но и значительное количество водорода и гелия, сбрасываемых Солнцем. Вероятно, эта планета достигнет того состояния, при котором сама сможет стать карликовой звездой.
Интересна судьба таких спутников Юпитера, как Европа, Ганимед и Каллисто, поскольку по мере увеличения светимости Солнца их поверхность постепенно прогреется, что, в свою очередь, изменит природно-климатические условия. На этих космических телах возникнут океаны и атмосфера. На Европе, Ганимеде и Каллисто появятся условия, благоприятные для возникновения и развития жизни. Но уже на более поздних стадиях превращения Солнца в красного гиганта они будут представлять собой, подобно Земле, раскаленные пустыни. С течением времени Сатурн также увеличит свою массу за счет аккреции на свою поверхность космической пыли, газов и метеоритов. Из-за гравитационного воздействия своих спутников эта планета постепенно лишится своих знаменитых колец.
Земля - раскаленный мирУвеличение светимости Солнца разогреет атмосферу планеты. Более того, на поздних стадиях расширения звезды из атмосферы Сатурна частично сдуются водород и гелий, вместо которых появятся более тяжелые элементы и соединения, включая воду и углекислый газ. Крупнейший спутник Сатурна – Титан также разогреется, что позволит его значительным запасам водного льда перейти в жидкое состояние и образовать обширный океан. Титан также некоторое время будет соответствовать всем необходимым критериям для поддержания на своей поверхности условий, необходимых для существования жизни. Но дальнейшее расширение Солнца приведет к сильному разогреву его поверхности, в результате чего и здесь установятся нестерпимо жаркие температуры.
Возрастание светимости Солнца приведет к прогреву Урана и Нептуна. На ледяных спутниках первого возобновятся активные вулканические процессы, и даже, возможно, появится более или менее плотная атмосфера. Сам Уран в будущем превратится в планету, покрытую водным океаном и облаками из водяного пара. Это продлится до тех пор, пока Солнце не достигнет последних стадий своего превращения в красного гиганта, после чего температура атмосферы на Уране превысит точку кипения, и планета станет настоящей паровой баней.
На поздних стадиях расширения Солнца заметно преобразится и Нептун. За счет увеличения поступающего солнечного тепла на поверхности планеты, вероятно, появится океан, а из атмосферы исчезнет значительная часть водорода. На спутнике Нептуна – Тритоне с течением времени также могут образоваться условия для начала процесса биологического синтеза. Несмотря на то что будущее Земли представляется катастрофическим, у людей будет еще достаточно времени для того, чтобы перебраться на подходящую для жизни планету. Бросит ли человечество на неотвратимую гибель Землю или все-таки попытается спасти колыбель своего разума? На этот вопрос мы узнаем ответ только через многие миллиарды лет. В любом случае будущая гибель планеты от Солнца – это не то, о чем сегодня необходимо волноваться людям. Более важной задачей на современном этапе для человеческой цивилизации должно быть поддержание хрупкого равновесия жизни на нашей планете, чтобы оставить следующим поколениям процветающую среду обитания.

Источник: planete-zemlya.ru

Если привести историю Вселенной с момента Большого взрыва и до сегодняшнего дня к масштабу «одного вселенского года», как бы тогда выглядело наше будущее?

Чтобы полюбить что-либо, необходимо представить, что вы можете это потерять.
— Г. К. Честертон

Один из самых интересных связанных со Вселенной фактов состоит в том, что несмотря на небольшой срок наблюдений, всего несколько сотен лет, люди, изучавшие основные компоненты и силы, составляющие нас и остальную Вселенную, смогли точно разобраться в ней.

image

Законы природы почти полностью поняты. Мы знаем, что возраст нашей Вселенной составляет примерно 13,8 миллиардов лет, несмотря на то, что длительность наших наблюдений варьировалась от нескольких долей секунды до нескольких лет. Наши исследования законов природы позволяют нам заглянуть в отдалённую историю Вселенной и понять, какой она была 13,8 миллиардов лет назад, и как она пришла к такому состоянию.

Расширение солнца

Это тем более впечатляюще, если мы перейдём на логарифмическое мышление. В отдалённом прошлом Вселенной, когда ей было всего 380 000 лет, было ещё слишком горячо для того, чтобы могли сформироваться нейтральные атомы. Это мы видим в остаточном свечении Большого взрыва – в реликтовом излучении! Это было в то время, когда возраст Вселенной составлял 0,0028% от сегодняшнего, или 1/36 300 долю сегодняшнего возраста.

Расширение солнца

Мы можем экстраполировать и дальше, в то время, когда во Вселенной появились первые ядра атомов, когда нам было всего 200 секунд от роду, или 4 × 10-16 текущего возраста. А ещё раньше было так горячо, что пары материя/антиматерия рождались спонтанно, когда возраст Вселенной составлял 10-18 от её текущего возраста, и ещё дальше, когда все частицы, создаваемые нами в ускорителях, включая бозон Хиггса, часто встречались во Вселенной, на максимально доступных для нашего научного понимания энергиях, в возрасте 10-28 от её текущего,

Расширение солнца

Недавно я сделал картинку, показывающую важные события в истории не только на логарифмической шкале, но и на сжатой линейной шкале: как выглядела бы наша история, если вместо 13,81 млрд лет сжать её до календарного года. Результат оказался потрясающим и очень хорошо демонстрирует временные перспективы, которые мы можем оценить.

Расширение солнца

Некоторые события со шкалы:

• 1 января в 0:14 испускается реликтовое излучение, и формируются первые нейтральные атомы
• 3 января появляются первые звёзды
• 13 января испускает свет самая далёкая из видимых нами галактик
• 14 февраля начинают формироваться крупномасштабные структуры
• 6 марта появляются первые сформировавшиеся галактические скопления
• 3 сентября формируются Солнце и протопланетный диск
• 21 сентября на Земле появляются первые формы жизни
• 12 октября погибает Марс, теряя атмосферу
• 2 декабря на Земле появляются первые организмы, размножающиеся половым путём
• 30 декабря в 6:25 утра происходит последнее Великое вымирание, включающее и динозавров
• 31 декабря в 23:53 появляются первые люди
• 31 декабря в 23:59:59 люди выходят в космос

Но эта картинка рассказывает только о прошедшей истории. А что насчёт нашего будущего? Как сказал известный физик Нильс Бор, очень сложно делать предсказания, особенно касающиеся будущего.

Могу сказать, что ничего особенно приятного нас не ждёт. Лично я проживу примерно до 00:00:00.1 1 января «второго Вселенского года». Известные нам созвездия будут более-менее узнаваемыми до 0:02, а через несколько минут начнётся следующий ледниковый период.

Расширение солнца

Но это всё происходит так быстро из-за очень сильного сжатия временной шкалы. Зачем отвлекаться на такие мелкомасштабные события, если мы можем думать по-крупному? Наши законы физики позволяют нам проводить экстраполяцию не только в прошлое, но и в будущее. И мы можем начать с крупнейшего по угловому размеру объекта в нашем ночном небе: галактики Андромеды.

Расширение солнца
Как столкнутся Млечный путь и Андромеда

Через 3-5 миллиардов лет галактика Андромеда (и, очень возможно, меньшая галактика Треугольника) сольются с Млечным путём, что приведёт к кардинальному изменению структуры нашей галактики и ночного неба. Сейчас она находится в 2,5 миллиона световых лет от нас, но движется к нам со скоростью в 43 км/с, и, судя по лучшим симуляциям первое столкновение и взрывное формирование звёзд (4-й кадр на изображении вверху) случится через 3,8 млрд лет – или 10 апреля «второго Вселенского года». Закончится оно через 5,5 миллиардов лет, то есть 25 мая.

Из-за гравитации локальная группа галактик в результате сольётся с нами, но из-за тёмной энергии все остальные галактики и скопления – не связанные с нами сегодня – убегут от нас и покинут наблюдаемую часть Вселенной через миллиарды или сотни миллиардов лет.

Но, ни ускоренное расширение Вселенной, ни столкновение галактик не повлияют на нашу Солнечную систему. Кстати, вы знаете, сколько звёзд, скорее всего, столкнутся друг с другом из-за слияния двух крупнейших галактик нашей локальной группы? Всего шесть штук, из триллиона! Так что лучше мы сфокусируемся на нашем уголке космоса в Солнечной системе и посмотрим, что будет происходить конкретно у нас.

Расширение солнца

Солнце будет разогреваться с возрастом и вскипятит океаны примерно через 1-2 миллиарда лет – то есть 8 февраля 2 года, плюс-минус 2 недели – и уничтожит жизнь на Земле. Через 5-7 миллиардов лет в ядре Солнца закончится горючее, из-за чего оно превратится в красного гиганта, поглотив Меркурий и Венеру. Это случится 8 июня, плюс-минус месяц. Из-за особенностей звёздной эволюции система Земля/Луна будет выброшена наружу, и мы будем избавлены от судьбы наших внутренних соседей.

Расширение солнца

После сжигания оставшегося ядерного горючего – в основном, гелия – Солнце отбросит верхние слои, из-за чего появится планетарная туманность, а его ядро сожмётся и превратится в белого карлика. Такова судьба почти всех звёзд в нашей Вселенной. Но планеты всё так же будут вращаться вокруг холодного и тусклого звёздного трупа, и этот процесс завершится через 9,5 млрд лет, или 8 сентября 2 года.

Расширение солнца

Всё это время Земля продолжит вращаться вокруг Солнца, а Луна – притягиваться к Земле. Именно из-за этого и существует вращательный момент – из-за воздействия внешней силы на вращающийся объект. В результате Луна отдалится от Земли, одновременно замедляя скорость её вращения. Замедление будет трудно заметить – продолжительность дня уменьшается всего на 1,4 миллисекунды за сто лет. Но время у нас есть.

И после 50 миллиардов лет период обращения Луны составит уже 47 дней (по сравнению с сегодняшними 27,3), а наш 24-часовой день тоже замедлится, и станет равным 47 сегодняшним дням. В этот момент Земля и Луна будут приливно связаны друг с другом, то есть будут сохранять то же самое положение в небе друг у друга. Это произойдёт 14 августа «5-го вселенского года».

Расширение солнца

Белые карлики, в конце концов, станут чёрными, остыв и излучив всю энергию. Это займёт очень много времени: порядка 1016 лет по моим прикидкам, или примерно в миллион раз дольше текущего возраста Вселенной. Все их атомы будут на своих местах, просто их температура будет чуть выше, чем абсолютный ноль. В это время ночное небо будет чёрным, поскольку все звёзды нашей локальной группы выгорят. Это случится примерно в 724 000 вселенском году!

Расширение солнца
Примерно так будет выглядеть небо. Да, очень тёмным.

Галактика превратится в довольно жестокое место. Звёзды крайне малы по сравнению с расстояниями между ними – существует лишь 0,1% шанс того, что звезда типа Солнца на протяжении своего существования столкнётся с другой звездой. Но между нами, Андромедой и другими членами локальной группы существует порядка триллиона звёзд и звёздных останков. В этом хаосе типичная звёздная система может существовать очень долго без столкновений с чем-либо, но время у нас есть.

Расширение солнца

После примерно 1021 лет чёрный карлик в центре Солнечной системы столкнётся с ещё одним чёрным карликом, что приведёт к появлению сверхновой типа Ia, и уничтожит остатки Солнечной системы. Это случится примерно в 100-миллиардном вселенском году – что во вселенских годах уже больше, чем сегодняшний возраст Вселенной в земных годах!

Расширение солнца

По крайней мере, это может случиться. Это может быть концом жизненного пути многих звёзд нашей локальной группы, но не всех. Ведь существует ещё один процесс, который, по моим подсчётам, более вероятен в нашем случае – это гравитационный выброс звезды из локальной группы, известный, как «резкая разрядка» [violent relaxation]. В присутствии множества тел на хаотичных орбитах иногда одно из них резко покидает орбиту, а остальные оказываются связанными ещё более сильно.

Это периодически происходит в шаровых скоплениях и объясняет как их компактность, так и большое число отдельно живущих голубых звёзд – или старых звёзд, объединившихся в группу – в ядре этих древних реликтов!

Расширение солнца

Если нас выбросит, что тогда? Будут ли оставшиеся планеты вращаться вокруг мёртвой звезды в центре Солнечной системы вечно?

Расширение солнца

Если это случится, то у Вселенной будет достаточно времени, чтобы решить, что делать с нашей системой. И мы бы оставались в таком состоянии вечно, если бы не это ужасное гравитационное излучение!

Наши орбиты будут очень медленно уменьшаться со временем. Это может занять очень долго, порядка 10150 лет, но в итоге Земля, и все планеты, уменьшат свои орбиты и по спирали упадут на центральную массу Солнечной системы. В это время разница между обычными годами и вселенскими годами будет уже не принципиальной – просто отнимите 10 от степени, и получите 10140 вселенских лет.

Ещё больше времени, 10200 лет, если не больше, заняло бы спиральное падение последних нескольких звёзд локальной группы на центральную массу, оставшуюся от слияния Млечного пути и Андромеды. Но эта возможность меня уже не волнует.

Расширение солнца

Ведь этого не произойдёт! Поскольку находящаяся там чёрная дыра уже испарится благодаря излучению Хокинга! Оно устранит даже самые сверхмассивные чёрные дыры во Вселенной всего за 10100 лет, а чёрные дыры солнечной массы – за 1067 лет. Так что, если не существует иных механизмов разрушения, это самые большие временные промежутки, на которых может сохраниться то, что напоминает звёзды, галактики, чёрные дыры и солнечные системы.

Вот такое оно, далёкое будущее нашей Солнечной системы, основанное на известных нам сегодня законах физики!

Источник: habr.com

С самого начала человеческой цивилизации, люди понимали, что Солнце является основополагающей частью жизни, в том виде, в котором мы её знаем. Солнце имело огромное значение для бесчисленных мифологических историй и легенд по всему миру, и со временем мы поняли, что Солнце существовало задолго до нас, и будет существовать ещё долго после того, как наша цивилизация исчезнет. Сформировавшись примерно 4,6 миллиарда лет назад, наше Солнце начало свою жизнь за 40 миллионов лет до того, как образовалась Земля.

С тех пор ядерный синтез в ядре Солнца давал возможность развиваться белковым формам жизни на нашей планете. И этот процесс длится уже 4,5 миллиарда лет. И продлится ещё примерно 1 миллиард лет, после чего Солнце, истощив свои запасы водорода и гелия, претерпит некоторые серьёзные изменения.

Ведущая теория, описывающая то, как именно наше Солнце и Солнечная система сформировались известна как “теория туманности”. Согласно ей, Солнце и все планеты образовались из гигантского облака молекулярного газа и пыли, которое на определённом этапе своего существования пережило гравитационный коллапс. Этот коллапс мог произойти в результате, например, прохождения рядом звезды или ударной волны, вызванной взрывом сверхновой, что и запустило процесс, приведший к рождению нашего Солнца.

В последние 4,57 миллиарда лет (как, собственно и сейчас) внутри Солнца происходил процесс превращения водорода в гелий. Кроме изменения свойств вещества, этот процесс также приводил к образованию огромного количества энергии. Как известно, каждую секунду, 600 миллионов тонн вещества внутри Солнца преобразуются в солнечное излучение, энергия которого составляет примерно 4*1027 Вт. Естественно, этот процесс не может продолжаться вечно, так как он привязан к количеству водорода. С течением времени всё большая и большая часть водорода будет превращаться в гелий, ядро будет уменьшаться, тем самым испытывая всё большее и большее давление.

Увеличение давления в ядре приведёт к увеличению скорости синтеза водорода. По сути, это означает, что, Солнце расходует водород с постоянным ускорением. К настоящему времени это уже привело к тому, что его светимость возрастает на 1% каждые 100 миллионов лет, а за последние 4,5 миллиарда лет светимость Солнца изменилась на 30%.

Примерно через 1,1 миллиарда лет, Солнце будет на 10% ярче, чем сегодня. Это увеличение яркости также будет означать увеличение тепловой энергии, которую поглощает атмосфера Земли. В итоге такие метаморфозы приведут к возникновению парникового эффекта, который будет очень похож на тот, который мы видим на Венере сегодня.

Через 3,5 миллиарда лет, Солнце станет на 40% ярче, что приведёт к испарению океанов и плавлению ледяных шапок, а водяные пары в атмосфере будут выброшены в космическое пространство. В таких условиях, жизнь, как мы её знаем, перестанет существовать в любом месте на поверхности, и планета Земля превратится в жаркий и сухой мир подобный Венере.

Через 5,4 миллиарда лет, Солнце перейдёт в стадию красного гиганта и начнёт стремительно увеличиваться в размерах. Подсчитано, что расширяющееся Солнце сможет охватить орбиты Меркурия, Венеры, и, возможно, даже Земли. Тем не менее, астрономы отмечают, что, параллельно с расширением Солнца, орбита нашей планеты должна также измениться.

Когда Солнце достигнет этой поздней стадии своей эволюции, оно потеряет огромное количество своей массы, излучая мощные звёздные ветра. В результате, орбиты планет будут увеличиваться, двигаясь по спирали. Получается, имеется небольшой шанс, что Земля будет пригодной для жизни?

К. -П Шрёдер (K.-P Schroder) и Роберт Кэннон Смит (Robert Cannon Smith) решили подробнее изучить этот вопрос. В своей научно-исследовательской работе, озаглавленной «Отдалённое будущее Солнца и Земли», которая появилась в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, они опубликовали расчёты, основанные на самых современных моделях звёздной эволюции.

По словам Шрёдера и Смита, когда Солнце станет красным гигантом в возрасте 7,59 миллиардов лет, оно начнёт очень быстро терять массу, однако его радиус к тому времени достигнет своего наибольшего значения. В этот период масса Солнца будет составлять всего 67% от современной, а радиус будет в 256 раз больше, чем текущий. Когда Солнце начнет расширяться, оно поглотит всю внутреннюю часть Солнечной системы всего за 5 миллионов лет. И это не очень хорошая новость. По словам Шрёдера и Смита несмотря на то, что земная орбита будет увеличиваться вплоть до 1,5 а.е., расширяющееся Солнце все равно поглотит её, прежде чем оно достигнет финала стадии красного гиганта.

Таким образом, мы можем с уверенностью сказать, что человечеству придется покинуть свою колыбель задолго до того, как она будет поглощена Солнцем. К тому же, учитывая тот факт, что мы имеем дело с временными шкалами, которые находятся далеко за пределами нашего понимания, мы не можем быть уверены, что какие-либо другие катастрофические события не погубят нашу цивилизацию.

Побочным эффектом превращения Солнца в красного гиганта, будет перенос границ обитаемой зоны, что изменит Солнечную систему. В то время как Земля, находящаяся к тому времени в 1,5 а.е., больше не будет находиться в пределах обитаемой зоны Солнца, большая часть внешней Солнечной системы – окажется именно там. Эта новая обитаемая зона будет простираться от 49,4 до 71,4 а.е., то есть в поясе Койпера – что означает, что сегодняшние ледяные миры будут таять, а жидкую воду можно будет найти далеко за пределами орбиты Плутона.

Возможно, Эрис будет нашим новым домом, карликовая планета Плутон будет новой Венерой, а Хаумеа и Макемаке станут внешней частью солнечной системы. Но, пожалуй, самый интересный вопрос – это: будем ли мы всё ещё жить здесь или всё же сможем колонизировать другие планеты?

Источник: universetoday.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.