ГлавнаяЗемля в космосеСоседи Земли → Превращение Солнца в красного гиганта

Превращение Солнца в красного гиганта

4 Апр 2013

Земля и СолнцеЖизнь Земли всегда была тесно связана с Солнцем, но, как известно, звезды рождаются, стареют и умирают. Что будет происходить с Голубой планетой в процессе старения Солнца? Наша звезда увеличивает свою яркость примерно на 10 % каждый миллиард лет. Через 5,4 млрд лет она достигнет своего максимально возможного размера, увеличившись до современной орбиты Земли. С увеличением размеров Солнца его излучение станет в 3 тыс. раз сильнее, что, безусловно, не может пройти без последствий для нашей планеты. После стадии зарождения и развития молодой звезды произойдет переход в огромного красного гиганта вследствие накопившегося в ядре гелиевого шлака. Затем Солнце сбросит свои внешние оболочки и сожмется в белого карлика. Потом постепенно остынет и превратится наконец в черного карлика.
Солнце представляет собой шар раскаленных газов, который каждую секунду перерабатывает 600 млн тонн водорода. Понятно, что наше светило не вечно: рано или поздно оно медленно начнет умирать. Постепенно в недрах Солнца изменяются режимы прохождения термоядерных реакций, это отражается на его поверхности. Светимость нашей звезды неуклонно увеличивается, да и сама она с течением времени расширяется. Если сопоставить скорость переработки водорода в недрах с массой Солнца, то можно ответить на вопрос, сколько же еще времени уготовано нашему светилу.
Оказывается, Солнце не прожило еще и половины срока, назначенного ей природой. Сейчас оно находится в среднем возрасте. Но что произойдет со звездой через несколько миллиардов лет и как это повлияет на будущее Земли и других планет Солнечной системы?
Чтобы ответить на эти вопросы, астрономы постоянно наблюдают за другими звездами, расположенными в различных галактиках. Это позволило им выделить звезды, похожие на наше Солнце в период его молодости. Во Вселенной есть и другие похожие на Солнце звезды, которые находятся уже в стадии зрелости или постепенного умирания. Если наблюдать за ними на всех стадиях их жизни, можно в точности представить себе, каким будет будущее нашего светила и как оно будет бороться с неминуемой смертью.
Проведенные расчеты показывают, что Солнце уже израсходовало почти половину водорода, который в ядре звезды в ходе термоядерных реакций превращается в гелий, высвобождая при этом огромную энергию. Молодое Солнце имело в своем составе 70,6 % водорода от всей массы солнечного вещества, сегодня же это значение упало до отметки в 36,3 %. В центральных областях звезды тонны водорода при температуре не ниже 15 млн градусов превращаются в гелий.

 

При этом высвобождается энергия, которая дает тепло и самому Солнцу, и всему его планетному семейству, включая Землю. В Солнце происходит постоянная борьба ядра и периферии, поскольку давление в его центральных областях противостоит гравитационным силам тяжести верхних слоев звезды. Объем, в котором происходят процессы термоядерного синтеза, постоянно расширяется, значит, неуклонно повышается светимость Солнца. Сила света звезды после рождения составляла всего 70 % от современного уровня. Соответственно, в течение последующих нескольких миллиардов лет этот показатель будет неуклонно расти.
Исследование ЗемлиК чему это приведет? В центре Солнца постепенно начнут затухать ядерные реакции синтеза, начнется новая схватка между центром и внешними слоями звезды. Выгоревший водород уступит место внешнему давлению, центр нашего светила сожмется. Но вследствие этого повысится концентрация остатков еще не вступившего в ядерную реакцию водорода, который разгорится еще жарче, и центр звезды вновь начнет расширяться. После выгорания водорода в ядре Солнца плотность вещества станет настолько высокой, что свойства газа кардинально изменятся. Такой газ называется вырожденным, а звезды, которые из него состоят, – вырожденными звездами. Это произойдет через 4,5 млрд лет с настоящего времени, когда полностью истощатся водородные запасы в ядре Солнца.
Звезда начнет медленно расширяться за счет смещения зоны горения в ее менее плотных поверхностных слоях. Она станет почти в 80 раз больше своего нынешнего диаметра и постепенно превратится в красного гиганта. В конце своей жизни Солнце потеряет стабильность, на нем начнутся отдельные вспышки, которые произойдут из-за того, что в ядерную реакцию включатся не затронутые ранее остатки гелия. Светимость звезды будет резко то возрастать, то падать.
Неумолимо произойдет разбегание частиц звездной оболочки, и от красного гиганта останется лишь маленькое горячее ядро. Наше светило перейдет в стадию белого карлика, который излучает все слабее. В белом карлике гравитационным силам противостоит давление вырожденного электронного газа, что обеспечивает устойчивость умирающей звезды. Никакие термоядерные реакции внутри белого карлика уже не происходят, а его свечение совершается за счет медленного остывания ядра. Постепенно температура поверхности белого карлика уменьшится, и в конце концов Солнце превратится в черного карлика, который практически не излучает никакой энергии.
Благодаря астрономическим наблюдениям за звездами, расположенными в других галактиках, ученые сегодня могут смоделировать весь процесс их жизни – от зарождения до смерти. И наше Солнце здесь не будет каким-либо исключением. Какова же при таком развитии событий судьба планеты Земля? Вместе с осушением океанов масса Земли уменьшится. У планеты ослабнет притяжение, но значительно увеличится орбита вращения. Если Земля сумеет пережить сброс оболочек Солнца и превращение его в белого карлика, то она, возможно, сможет существовать еще многие миллиарды лет до тех пор, пока будет существовать сама Вселенная. Но, очевидно, условий для повторного возникновения жизни, по крайне мере в известных нам формах, на Земле уже не будет.




Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля