Как закончится жизнь солнца: какая судьба ждёт наше Солнце — РТ на русском

какая судьба ждёт наше Солнце — РТ на русском

Короткая ссылка

7 мая 2018, 22:37

Анастасия Ксенофонтова

Учёные из Манчестерского университета смоделировали сценарий эволюции Солнца. По расчётам исследователей, через 4—4,5 млрд лет светило раскалится настолько, что уничтожит всё живое на Земле, а затем превратится в белого карлика, оставив после себя планетарную туманность — массивное кольцо межзвёздной пыли и газа. Какие метаморфозы ожидают Солнце — в материале RT.

Из гиганта в карлика

Согласно многочисленным исследованиям, жизненный цикл звёзд, сопоставимых по массе с Солнцем, как правило, длится около 10 млрд лет. Таким образом, наше небесное светило, возраст которого 5 млрд лет, уже прошло половину своего эволюционного пути.

Астрофизики из Манчестерского университета (Великобритания) спрогнозировали, какой будет вторая половина жизни Солнца, и пришли к неожиданным выводам.

С помощью компьютерной модели учёные определили, что примерно через 4—4,5 млрд лет ядро Солнца нагреется до такой степени, что своими палящими лучами уничтожит всё живое на Земле. Затем оболочка Солнца начнёт рассеиваться, превращаясь в массивное кольцо из межзвёздной пыли и газа — планетарную туманность. При этом ядро, в котором постепенно прекратятся термоядерные реакции, остынет, превратившись в белого карлика.

• Планетарная туманность Эйбелл 39
• NASA

Описанному сценарию эволюции следует около 90% звёзд. Однако раньше считалось, что Солнце слишком мало, чтобы на нём происходили подобные процессы. Более того, согласно расчётам британских астрофизиков, перед тем как превратиться в белого карлика, ядро Солнца раскалится в три раза быстрее, чем предполагалось ранее.

Также по теме

Путешествие в бесконечность: физики нашли способ выжить в чёрной дыре

Человек теоретически мог бы выжить в чёрной дыре, считают учёные. Российские физики подтвердили RT выводы коллег из Калифорнийского…

Ряд российских учёных поддержали выводы своих коллег с Туманного Альбиона.

«Термоядерное топливо постепенно заканчивается в недрах Солнца. Сейчас в его ядре водород превращается в гелий, на следующей стадии гелий будет превращаться в углерод и кислород. Через несколько миллиардов лет солнечное ядро настолько раскалится, что водород в окружающей его оболочке начнёт сгорать. Из-за этого внешние слои звезды будут рассеиваться, образуя планетарную туманность. Затем Солнце перейдёт в стадию красного гиганта. Ядро останется и, постепенно остыв и сжавшись, превратится в белого карлика, лишённого собственных источников термоядерной энергии», — рассказал в интервью RT доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ им. М.В. Ломоносова Сергей Попов.

Учёный, как и исследователи из Манчестерского университета, считает, что жизнь на Земле исчезнет гораздо раньше из-за резкого роста мощности солнечного излучения.

В поисках запасной планеты

Российские эксперты полагают, что интенсивность солнечного излучения резко вырастет примерно через 1 млрд лет. Это, в свою очередь, приведёт к радикальным изменениям климата на Земле.

«Температура на планете станет настолько высокой, что вся вода постепенно испарится. Жизнь исчезнет гораздо раньше, чем Солнце превратится в красного гиганта», — отметил Попов.

По словам учёных, в свете последних апокалиптических прогнозов возможное переселение человечества на другую планету не выглядит таким уж фантастическим.

Также по теме

«Нужны новые принципы преодоления пространства»: член Российской академии космонавтики — о полётах в другие галактики

Современные космические аппараты не позволяют быстро перемещаться даже по Солнечной системе, и для полёта в другие галактики…

«Есть версия, что Марс — самое подходящее место: на этой планете сила тяготения гораздо меньше, чем на Земле, поэтому нам будет легче приспособиться к жизни там. Другие планеты даже рассматривать не стоит», — сказала в беседе с RT ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ им. М.В. Ломоносова Елена Сейфина.

Наиболее перспективной для жизни Красную планету считает и сотрудник ГАИШ МГУ им. М.В. Ломоносова Михаил Кузнецов.

«В пределах нашей Солнечной системы с наименьшими затратами колонизировать получится Марс. Но без освоения Луны это, наверное, будет невозможно осуществить. Дело в том, что разработанные для колонизации технологии нужно будет испытывать, обкатывать, и лучше это делать где-то поближе, где более безопасно, например на Луне», — отметил Кузнецов.

По мнению учёного, если какое-либо развитое государство поставит цель ускоренно усовершенствовать технологии для освоения планет, то колонизация будет возможна уже через 15—20 лет.

«Если говорить о нашем государстве, то пока таких целей в космической программе нет. Всё зависит от того, насколько востребовано будет космическое пространство для промышленной деятельности», — подытожил Кузнецов.

Астрономы создали историю жизни Солнца и выяснили, когда все закончится

Наше Солнце однажды умрет, но ученые выяснили, когда это случится. Как оказалось, людей на Земле до этого момента уже не будет.

Related video

Французские астрономы с помощью новых данных космического телескопа Gaia смогли составить хронологию жизни нашего Солнца до самой смерти звезды. Самое интересное, что задолго до окончания жизненного цикла Солнца, человечества уже не будет на Земле и для этого есть веская причина, сообщает ScienceAlert.

Ученые под руководством Орлах Криви из Обсерватории Лазурного берега, Франция, проанализировали данные космического телескопа Gaia, который занимается составлением карты Млечного Пути и изучением звезд нашей галактики.

Цель исследования состояла в том, чтобы точно определить, когда же наше Солнце умрет. Для того, чтобы это выяснить ученые искали подобные Солнцу звезды, с помощью которых можно было бы проследить жизненный цикл и нашей звезды. Благодаря этому ученые получили подробную хронологию жизни Солнца.

Солнце – это звезда желтый карлик, которой примерно 4,57 млрд лет. К этому типу относятся звезды с массой от 0,87 до 1,15 масс Солнца и температурой от 4,7 до 5,7 тысяч градусов Цельсия. Температура поверхности нашей звезды составляет 5,5 тысяч градусов Цельсия.

Солнце – это звезда желтый карлик, которой примерно 4,57 млрд лет

Фото: NASA

Во время своих поисков, ученые выделили 5863 звезды, которые имеют разный возраст и очень похожи на Солнце. Затем они выделили гораздо меньшую группу звезд, которые максимально подходили по параметрам нашей звезде.

По словам ученых, основываясь на наблюдениях за жизнью других звезд, будущая история Солнца должна выглядеть следующим образом:

• В течение нескольких миллиардов лет Солнце будет постоянно нагреваться. При чем температура и яркость звезды будут увеличиваться примерно на 10% каждый миллиард лет. Пика самой высокой температуры и яркости Солнце достигнет, когда звезде будет примерно 8 млрд лет.
• Когда у Солнца начнет заканчиваться водород, а это основной элемент из которого состоит Солнце, ядро звезды начнет сжиматься. При этом внешняя атмосфера Солнца сильно расширится, может быть, даже до орбиты Марса. Когда Солнцу будет примерно 10-11 млрд лет наша звезда превратится в красного гиганта.
• После этого у Солнца закончится весь водород и гелий, все вещество вокруг ядра будет выброшено в космос и из него сформируется планетарная туманность. А само ядро сожмется настолько, что Солнце в конце своей жизни превратиться в белого карлика. Этому белому карлику понадобиться еще несколько миллиардов лет, чтобы полностью остыть.

Когда Солнцу будет примерно 10-11 млрд лет наша звезда превратиться в красного гиганта

Фото: NASA

Но самое интересное состоит в том, что человечество на Земле сможет прожить еще не больше 1 млрд лет, считают ученые. Это связано с тем, что яркость звезды повысится на 10%, как уже было сказано выше, а соответственно условия на планете станут непригодными для жизни. Если человечество себя не уничтожит в течение этого миллиарда лет, то ученые надеются, что технологии позволят людям переселиться на другие планеты нашей галактики к этому времени.

Но самое интересное состоит в том, что человечество на Земле сможет прожить еще не больше 1 млрд лет, считают ученые. Это связано с тем, что яркость звезды повыситься на 10%, как уже было сказано выше, а соответственно условия на планете станут непригодными для жизни

Фото: Forbes

Как уже писал Фокус, ежегодно происходит отдаление нашей планеты от Солнца, а это значит, что грядут климатические изменения.

Также Фокус писал о том,что космический аппарат NASA увидел, как комета врезалась в Солнце и ученые даже составили видеоролик из фотографий этого события.

Переживет ли наша солнечная система смерть нашего солнца?

Художественное изображение Солнечной системы в ее современном виде.
(Изображение предоставлено: НАСА/Лаборатория концептуальных изображений Центра космических полетов имени Годдарда)

До смерти нашего солнца далеко — около 4,5 миллиардов лет, плюс-минус — но когда-нибудь это произойдет, и что же тогда делать с нашей Солнечной системой?

Проблемы начинаются еще до самой смерти: Первое, с чем нам приходится бороться, это само пожилое солнце. Как синтез водорода продолжается внутри Солнца, результат этой реакции — гелий — накапливается в ядре.

Стареющее солнце

Со всеми отходами, висящими вокруг, солнцу становится все труднее исполнять свой танец слияния. Но внутренний сокрушительный вес солнечной атмосферы не меняется, поэтому для поддержания баланса солнцу приходится повышать температуру своих термоядерных реакций, что, по иронии судьбы, приводит к более горячему ядру.

Это означает, что с возрастом солнце становится все ярче. Динозавры знали более тусклое солнце, чем мы видим сегодня, и всего за несколько сотен миллионов лет Земля станет слишком горячей для обработки.

Наша атмосфера исчезнет. Наши океаны испарятся. Некоторое время мы будем выглядеть как Венера , запертые в удушливой атмосфере углекислого газа.

А потом становится еще хуже.

Связанный: 25 странных и диких фактов о солнечной системе

Красный гигант

На последних стадиях синтеза водорода наше Солнце будет раздуваться и раздуваться, искажаясь и раздуваясь — и краснея. Красный гигант обязательно поглотит Меркурий и Венеру. Он может пощадить или не пощадить Землю, в зависимости от того, насколько большим он станет. Если растянутая солнечная атмосфера достигнет нашего мира, Земля растворится менее чем за сутки.

Но даже если расширение Солнца прекратится, это будет некрасиво для Земли. Экстремальные энергии, излучаемые солнцем, будут достаточно интенсивными, чтобы испарить камни, не оставив после себя ничего, кроме плотного железного ядра нашей планеты.

Внешние планеты также не получат повышенного излучения Солнца. Кольца Сатурна состоят почти из чистого водяного льда, и солнце будущего будет просто слишком горячим, чтобы они могли выжить. То же самое относится и к застывшим во льду мирам, вращающимся вокруг этих гигантов. Европа, Энцелад и все остальные потеряют свои ледяные оболочки.

Сначала повышенная радиация ударит по четырем внешним планетам, лишив их атмосферы, столь же хрупкой, как и атмосфера планеты земной группы. Но по мере того, как солнце продолжает увеличиваться в размерах, некоторые из внешних щупалец его атмосферы могут найти путь к гигантам, путешествуя по гравитационным воронкам. Питаясь этим материалом, внешние планеты могут насыщаться, становясь намного больше, чем когда-либо прежде.

Но солнце еще не готово. На своих последних стадиях он будет многократно набухать и сжиматься, пульсируя в течение миллионов лет. Это не самая стабильная ситуация с гравитационной точки зрения. Ненормальное солнце будет толкать и тянуть внешние планеты в странных направлениях, потенциально затягивая их в смертельные объятия или полностью выбрасывая из системы.

Сможет ли жизнь пережить закат солнца?

В течение нескольких сотен миллионов лет самые отдаленные части нашей Солнечной системы будут достойным местом, которое можно назвать домом. При таком количестве тепла и радиации, исходящих от красного гигантского солнца, обитаемая зона — область вокруг звезды, где температура как раз подходит для жидкой воды — сдвинется наружу.

Как мы видели выше, сначала спутники внешних миров растают, потеряв свои ледяные оболочки и потенциально приняв на своей поверхности океаны жидкой воды. В итоге Объекты пояса Койпера, включая Плутон и его таинственных друзей, также потеряют свой лед. Самые большие из них могут превратиться в мини-Земли, вращающиеся вокруг далекого искривленного красного солнца.

Но, в конце концов, наше Солнце перестанет бороться, стряхнув с себя внешнюю атмосферу серией вспышек, которые оставят после себя ядро ​​звезды: раскаленный добела комок углерода и кислорода.

Сначала этот белый карлик будет ошеломляюще горячим, испуская рентгеновское излучение, которое может нанести серьезный ущерб жизни, какой мы ее знаем. Но примерно через миллиард лет белый карлик успокоится до более приемлемой температуры и просто будет болтаться триллионы и триллионы лет.

У этого тусклого белого карлика появится новая обитаемая зона, но из-за того, что прежнее Солнце будет таким холодным, эта зона будет невероятно близкой, намного ближе, чем Меркурий вращается вокруг нашего Солнца сегодня.

На таком расстоянии любая планета (или планетарное ядро) будет уязвима для разрушения приливами — красивый способ сказать, что гравитация белого карлика может непреднамеренно разорвать планету в клочья.

Но это может быть лучшее, что мы получим.

Первое свидетельство существования планеты, пережившей смерть звезды

В октябре 2021 года астрономы обнаружили первую в мире планету, вращающуюся вокруг белого карлика. Открытие, по словам ученых, позволяет заглянуть в возможное будущее Солнечной системы.

Новооткрытая планета представляет собой газовый гигант, примерно на 40 % больше Юпитера, вращающийся вокруг мертвой звезды на расстоянии около 6 500 световых лет от Земли по направлению к центру нашей галактики, Млечному Пути.

Ученые мало что знают о планете, даже о ее расстоянии от звезды. Планета была обнаружена случайно во время «гравитационного микролинзирования» в 2010 г.

Гравитационное микролинзирование возникает, когда две звезды, находящиеся на разном расстоянии от Земли, временно выстраиваются в одну линию с нашей точки зрения. Гравитация звезды на переднем плане действует как линза и увеличивает свет от звезды на заднем плане. Если планета вращается вокруг звезды переднего плана, увеличенный свет ненадолго искажается, когда планета проносится перед звездой.

«Чтобы обнаружить объект с помощью гравитационного микролинзирования, вы зависите только от массы объекта; вам не нужен исходящий от него свет», — сказал Жан-Филипп Больё, профессор астрофизики в Университете Тасмании в Австралии. Об этом Space.com сообщил директор Института астрофизики в Париже. «Мы могли видеть, что был объект примерно в половину массы Солнца, вокруг которого вращалась планета с массой Юпитера».

Только во время последующих наблюдений с помощью одного из телескопов W. M. Keck на Гавайях астрономы поняли, что звезда на заднем плане настолько тусклая, что это должен быть белый карлик.

Дополнительные ресурсы

Узнайте больше, прослушав выпуск «Смогут ли планеты пережить смерть своей звезды?» в подкасте «Спроси космонавта», доступном в iTunes (открывается в новой вкладке) и в Интернете по адресу: http://www.askaspaceman.com.

Библиография

Blackman, J.W. и другие. Аналог Юпитера на орбите белого карлика, Nature, 13 октября 2021 г.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03869-6

НАСА, Миссии НАСА шпионят за первой возможной «выжившей» планетой, обнимающей белый карлик, 16 сентября 2020 г.

https://www .nasa.gov/press-release/nasa-missions-spy-first-possible-survivor-planet-hugging-white-dwarf-star

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space. com.

Пол М. Саттер — астрофизик из SUNY Stony Brook и Института Флэтайрон в Нью-Йорке. Пол получил докторскую степень по физике в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн в 2011 году и провел три года в Парижском институте астрофизики, после чего получил стажировку в Триесте, Италия. регионов Вселенной до самых ранних моментов Большого Взрыва до охоты за первыми звездами. В качестве «звездного агента» Пол уже несколько лет страстно вовлекает общественность в популяризацию науки. Он ведущий популярной программы «Спроси космонавта!» подкаста, автор книг «Твое место во Вселенной» и «Как умереть в космосе», часто появляется на телевидении, в том числе на канале «Погода», где он является официальным специалистом по космосу.

Жизненный цикл звезды: Чем закончится наша Солнечная система?

Солнце образовалось около 4,6 миллиарда лет назад и в своем нынешнем состоянии должно просуществовать, грубо говоря, еще 4,5–5,5 миллиарда лет. И хотя мы не можем предсказать, что произойдет через миллиарды лет, знание того, как развиваются звезды, позволило астрономам в общих чертах сделать вывод о том, как будет развиваться жизнь Солнца. Более массивные звезды могут закончить свою жизнь взрывом, известным как сверхновая, но это не тот сценарий, который ожидает нас.

1. Фаза сжигания водорода

Каждую секунду Солнце преобразует 600 миллионов тонн водорода в четыре миллиона тонн энергии: остальное превращается в гелиевый «пепел». На протяжении всей своей жизни выход энергии Солнца продолжал увеличиваться, и считается, что за 4,6 миллиарда лет, прошедших с момента его образования, оно стало на 30 процентов ярче. В течение следующего миллиарда лет, когда все больше водорода будет преобразовано в гелий, Солнце станет примерно на 10 процентов ярче, что приведет к увеличению тепловой энергии. Если мы рассмотрим влияние, которое антропогенное изменение климата уже оказывает на погодные условия нашей планеты, представьте себе влияние такого увеличения.

Повышение температуры приведет к таянию полярных ледяных шапок и нагреванию океанов, из-за чего водяной пар попадет в нашу атмосферу. Этот водяной пар будет улавливать больше тепла, создавая эффект «влажного парникового эффекта», который повысит глобальную температуру еще выше. Примерно через 3,5 миллиарда лет Солнце будет на 40 процентов ярче, чем сегодня, что приведет к тому, что наши океаны закипят, ледяные шапки полностью растают, а наша атмосфера исчезнет. Земля станет как Венера: выжженной, сухой и безжизненной.

Подробнее:

• Какого цвета на самом деле Солнце? Подсказка: это не желтый цвет
• Усугубит ли повышенная активность Солнца изменение климата?
• Что произойдет, если Земля окажется привязанной к Солнцу приливами?
• Солнце издает звук?

2. Субгигантская фаза

Каким бы ужасным ни был этот сценарий, это только начало заката Солнца. Примерно через пять миллиардов лет Солнце достигнет конца основной последовательности своей жизни и израсходует весь водород в своем ядре.

Без процесса синтеза, противодействующего силе гравитации, ядро ​​со временем начнет сжиматься и уплотняться. При этом его температура повысится и в конечном итоге воспламенит оставшийся водород, находящийся вне ядра.

Этот новый источник топлива будет генерировать огромное количество энергии, которая вытолкнет внешние слои наружу, в результате чего Солнце увеличится в два-три раза по сравнению с текущим диаметром, превратив его в субгигантскую звезду.

Изображение с Земли, когда Солнце умирает примерно через 5 миллиардов лет © Детлев Ван Равенсвай/Science Photo Library

3. Фаза красного гиганта

По мере того, как поверхностные слои Солнца выталкиваются дальше, они будут продолжать улавливать тепло из плотного ядра, скрытого глубоко внутри этой постоянно расширяющейся оболочки, и звезда превратится в огромную светящуюся объект, называемый красным гигантом.

Больше похоже на это

Эти стареющие звезды могут достигать размеров, в 100–1000 раз превышающих размеры Солнца, а увеличение площади поверхности приведет к тому, что температура внешних слоев понизится примерно до 3000°C (поверхность Солнце сегодня около 5500°C). Более низкая температура означает, что эти звезды светятся в более красной части цветового спектра; отсюда и название «красный гигант».

Когда Солнце пройдет через этот процесс, оно выйдет за пределы орбит внутренних планет Меркурия и Венеры, полностью поглотив их, и может даже достичь орбитального пути Земли. Однако наша родная планета может быть не полностью уничтожена, так как во время этого расширения Солнце будет продолжать терять массу: по некоторым оценкам, в самом большом случае может остаться только 65-70 процентов.

Вследствие этого гравитационное притяжение ослабнет, и орбиты остальных планет Солнечной системы начнут дрейфовать наружу. Возможно, Земле удастся сбежать. Все это время ядро ​​Солнца будет становиться меньше и горячее, пока через 12 миллиардов лет после его образования не произойдет новая ядерная реакция.

• Можем ли мы существовать на Земле под красным гигантом?

4. Новый красный гигант

Ядро будет продолжать сжиматься до тех пор, пока температура не достигнет 100 миллионов °C, что достаточно для воспламенения гелия, образующегося при потреблении водорода, и превращения его в углерод и кислород. Поскольку плотное ядро ​​​​не сможет расшириться, чтобы обеспечить это увеличение выходной энергии, гелий будет гореть с интенсивной яростью, вызывая краткий взрыв, известный как «гелиевая вспышка». Это снизит плотность ядра и обеспечит временную стабильность, поскольку теперь гелий сможет гореть с более контролируемой скоростью.

Однако новый источник топлива скоро будет израсходован; всего 100 миллионов лет или около того. Поскольку гелий продолжает гореть, он будет генерировать яростную энергию, и, как и при горении водорода, это приведет к тому, что Солнце снова расширится во вторую фазу красного гиганта.

5. Планетарная туманность

Несмотря на все расширения и сжатия, потерю массы и расход топлива, жизненный цикл Солнца еще не завершен. Красный гигант будет продолжать преобразовывать гелий в углерод и кислород, но ядро ​​никогда не достигнет 600 миллионов градусов Цельсия, необходимых для воспламенения этого углерода, поэтому оно снова начнет сжиматься.

По мере того, как гелий израсходуется, внешние слои будут выталкиваться дальше и исчезать в космосе, так что примерно через 12,5 миллиардов лет после его образования останется половина массы Солнца. Расширяющиеся внешние слои будут освещаться горячим ядром внутри, создавая светящееся космическое облако, известное как «планетарная туманность».

Эти явления хорошо известны астрономам и типичны для стареющей звезды с массой нашего Солнца, но не имеют ничего общего с планетами. Их название просто результат их круглой, надутой формы.

6. Белый карлик

Когда внешние слои Солнца окончательно рассеялись, останется только горячее плотное ядро, известное как белый карлик. Эти объекты являются одними из самых плотных во Вселенной, но обычно они лишь немногим больше нашей планеты. Тем не менее, они могут достигать температуры более 100 000°C.

В центре туманности Южное Кольцо находится горячий плотный белый карлик. Когда она превратилась в белого карлика, звезда периодически выбрасывала массу — материальные оболочки, которые вы видите здесь. © НАСА/ЕКА/CSA/STScI

Большая часть тепла, выделявшегося в ядре в процессе старения Солнца, будет удерживаться внутри этого звездного остатка, и ему потребуются десятки или даже сотни миллиардов лет, чтобы он остыл.

7. Черный карлик

Остаток белого карлика в конце концов израсходует все оставшееся тепло и световую энергию и (возможно, через сотни миллиардов лет) перейдет в свою последнюю стадию: безжизненный черный карлик. В настоящее время черные карлики являются просто гипотезой, потому что Вселенная, возраст которой составляет 13,8 миллиарда лет, еще недостаточно стара, чтобы их создать, но считается, что это будет окончательная судьба нашего Солнца.

Чтобы сделать историю еще более трагичной, малая масса нашей когда-то могущественной звезды потеряла большую часть своего гравитационного притяжения, в результате чего планеты дрейфовали дальше, превратившись в замерзшие обугленные камни.

Но поскольку остатки нашей Солнечной системы исчезают в космосе, частицы нашего собственного мертвого Солнца могут слиться и начать процесс звездообразования заново. Это может привести к образованию планет с каменистыми телами, атмосферой и жидкой водой, подготовленными для новой жизни.