Когда погаснет Солнце? Астрономия для чайников
Родина нашей планеты – Солнечная система. Земля – третья планета от нашей ближайшей звезды, желтого карлика по имени Солнце. В нашей планетарной системе всего одна звезда, что нельзя назвать редкостью, но современные исследования показывают, что звездам «комфортнее» в паре, а то и целой группе, вращающихся звезд вокруг общего центра масс.
Что такое наше Солнце? Она относится к распространённому типу звезд, и не имеет выдающейся массы среди наблюдаемых соседей. Считается, что наша звезда в «самом расцвете сил», в середине своего жизненного цикла. Ей около 5 миллиардов лет. Если принять за аксиому, что Вселенная возникла 14 миллиардов лет назад, то Солнце сформировалось через 9 миллиардов лет после Большого взрыва.
Активная звезда, внутри нее происходят термоядерные реакции, то есть превращение водорода в гелий, в результате выделяется огромное количество энергии, которое и обеспечивает жизнь на нашей планете. Находится примерно в 150 миллионах километров от Земли. Диаметр звезды 1,4 миллиона километров, масса около 2 на 10 в 30 степени килограммов. Это много для человека, а для Вселенной, это весьма средние и даже низкие показатели. Что бы представить такую массу, скажу, что она почти 333 тысячи раз больше земной.
Как устроено солнце? Звезда имеет ядро диаметром менее 200 тысяч километров, именно внутри ядра при температуре 14 миллионов градусов Кельвина и идет термоядерная реакция. Дальше идут зоны лучистого переноса, где излученные ядром фотоны многократно переизлучаются в разных направлениях. Кстати, поэтому, время которое затрачивают фотоны до выхода из зоны составляет в среднем около 170 тысяч лет, но некоторые не могут перейти в следующую зону и миллионы лет.
Следующая зона называется «Конвективная». В ней переизлучение уже не возможно, и возникает вихревое перемешивание плазмы, как в скоростном миксере. Достигая внешней оболочки она охлаждается, отдавая энергию, поступает глубже, опять нагреваясь. И так постоянно идет перемешивание. Как теплый воздух от батареи в квартире постоянно перемешивается с холодным.
Далее идет уже, так называемая, атмосфера Солнца, она достаточно тонкая не более сотен километров. Состоит из фотосферы и хромосферы. Что бы не запутывать читателя, скажу, что основное излучение нашей звезды исходит из фотосферы. Атмосфера и определяет внешний размер светила. Она конечно не ровная, из нее постоянно извергаются протуберанцы и прочие энергитические выбросы. Область этих явлений составляет Солнечную корону. Обычно ее не видно, но при полном солнечном затмении она огромна и очень эффектна.
Человечество постоянно изучает нашу звезду. На солнечной орбите много спутников, ученые получают огромное количество информации. Фотографии, сведения о солнечном активности в разных областях электромагнитного спектра. Звезда излучает огромное количество энергии, солнечного ветра, обладает мощными магнитными полями. Конечно, отправить станцию на поверхность Солнца невозможно, она погибнет задолго до пункта назначения. Однако, звезду можно изучать довольно близко, внутри орбиты Меркурия.
Что будет происходить с нашей звездой в дальнейшем? Мы думаем, что Солнце пройдет стандартные этапы эволюции для звезд такого типа. Почему я использовал слово «думаем»? Потому, что в самом начальном этапе изменений, жизнь на Земле будет невозможна. Где-то через миллиард лет, светимость Солнца повысится на 11% и возникнет сильный парниковый эффект на Земле, но живые существа могут остаться в океанах.
Запасы топлива для термоядерных реакций внутри звезды не бесконечны. Постепенно количество водорода будет уменьшаться, Солнце будет увеличивать свою температуру и светимость. Через 3,5 миллиарда лет Солнце станет ярче сегодняшнего на 40% и условия на нашей планете будут напоминать венерианские. Горючее будет расходоваться, внешний диаметр звезды увеличиваться, а ядро сжиматься. Через 6,5 миллиардов лет водород в ядре почти закончится и Солнце, увеличившись в полтора раза, станет ярче в два раза чем сейчас.
Примерно через 8 миллиардов лет Солнце разогреется настолько, что запустится термоядерная реакция во внешних оболочках, а в ядре практически прекратиться. По своему размеру светило достигнет орбиты Земли и превратиться в Красного гиганта. Погибнет ли Земля на этом этапе, поглотит ли ее Солнце? Однозначно сказать нельзя. К этому моменту звезда потеряет часть своей массы и из-за ослабления гравитации наша планета перейдет на более дальнюю орбиту. Однако, скорость вращения Солнца уменьшится и увеличатся приливные явления. И если Земля не «упадет» на звезду, то все с ее поверхности будет сорвано, и атмосфера и океаны. Планета станет безжизненной, и скорее всего Солнцу удастся поглотить ее. Другими словами, Земля погибнет через 8 миллиардов лет или чуть раньше.
Еще несколько сотен миллионов лет Солнце будет дожигать остатки топлива, а когда температура ядра достигнет сто миллионов по шкале Кельвина, начнутся вспышки гелия. В итоге за счет термических пульсаций оболочка нашей звезды будет сорвана, а внутри образуется очень яркий Белый карлик, но размером не больше Земли. И еще миллиарды лет карлик будет остывать и гаснуть, что типично для звезд такого класса.
Почему, сжимаясь, Солнце не взорвется сверхновой? Все очень просто. Его массы просто недостаточно. Ее будущее - Белый карлик, окруженный остатками собственной оболочки, которая превратиться в планетарную туманность.
