Когда погаснет наша звезда?

Раскрываем правду о судьбе Солнца и последствиях для Земли.

Солнце поднимается над горизонтом миллиарды лет и, кажется, будет делать это вечно. Однако астрономы утверждают обратное: в далеком будущем оно погаснет, и избежать этого невозможно. Таков цикл жизни любой звезды.

Несмотря на то что эта мысль может быть пугающей, ученые уверены, что светило еще ждет долгий путь. Давайте разберемся, когда Солнце погаснет, как именно это произойдет и какие последствия это вызовет для человечества и Земли.

Ключевые моменты о том, как и когда погаснет Солнце

Выделим ключевые моменты, которые стоит запомнить:

Солнце — звезда среднего возраста. Ей около 4,6 миллиарда лет, и она уже израсходовала значительную часть водорода в своем ядре.

Энергия светила образуется за счет термоядерного синтеза, в основном через протон-протонный цикл, а в меньшей степени — через CNO-цикл.

Через примерно 5 миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта. Его оболочка расширится и может поглотить ближайшие планеты, включая Землю.

После выгорания гелия звезда сбросит свои внешние слои, образовав планетарную туманность, а ее ядро станет белым карликом.

Белый карлик будет постепенно остывать. На протяжении триллионов лет он превратится в черный карлик — холодный остаток некогда яркой звезды.

Землю ждут катастрофические изменения задолго до этого финала. Увеличение светимости приведет к испарению океанов, утрате атмосферы, перегреву и, возможно, поглощению планеты Солнцем.

Жизнь на Земле исчезнет задолго до конца. Уже через 0,8–1 миллиард лет климат станет непригодным для существования.

Будущее Солнечной системы предопределено. Некоторые планеты исчезнут, другие изменят свои орбиты, но ни одна из них не сохранит привычные условия.

Может ли Солнце когда-нибудь погаснуть? 

Наша звезда — это желтый карлик, звезда средней массы, которых миллиарды существуют во Вселенной. И да, Солнце действительно может угаснуть однажды.

Оно подчиняется общим законам астрофизики. Все начинается с коллапса огромного облака газа и пыли. Затем в ядре запускается процесс термоядерного синтеза, в ходе которого водород превращается в гелий, выделяя при этом огромное количество энергии в виде тепла и света.

Когда и как погаснет Солнце? 

Солнце сейчас находится в зените своего существования, ему около 4,6 миллиарда лет. Его топливо — водород, который в недрах звезды превращается в гелий через процесс термоядерного синтеза. В основном это происходит через протон-протонный цикл, в ходе которого четыре протона объединяются в ядро гелия-4, выделяя энергию, позитроны и нейтрино. Этот процесс генерирует примерно 26,7 МэВ энергии, которая согревает Землю.

Существует также другой механизм — CNO-цикл, в котором водород преобразуется в гелий с помощью углерода, азота и кислорода. Хотя этот путь дает лишь 1–2% солнечной энергии, для массивных звезд он играет важную роль.

Запасы водорода в ядре Солнца уменьшаются: сейчас осталось около 35% от первоначальных 72%. Процесс его выгорания продолжается. Когда водород иссякнет, ядро начнет сжиматься и нагреваться до сотен миллионов градусов. Это запустит новую фазу — зажигание гелия, который будет превращаться в углерод и кислород. Именно это является основной причиной, по которой Солнце погаснет.

Недостаток водорода приведет к снижению давления термоядерного синтеза, и ядро начнет сжиматься под воздействием собственной гравитации.

Когда запасы водорода почти иссякнут, Солнце перейдет к использованию гелия в ядре, превращая его в углерод и кислород. В этот момент внешние слои звезды начнут расширяться — так Солнце превратится в красного гиганта. Его оболочка станет настолько большой, что сможет поглотить ближайшие планеты, включая Меркурий и Венеру, а возможно, и Землю.

После того как гелий исчерпается, термоядерные реакции прекратятся. Давление в ядре упадет, и внешние слои сбросятся в космос, образуя планетарную туманность. Ядро при этом останется в состоянии белого карлика — горячего, но постепенно остывающего объекта, который не излучает видимого света. Через триллионы лет оно станет черным карликом.

Этапы гибели Земли после того, как Солнце погаснет

В далеком будущем, когда Солнце исчерпает свое топливо, Земля столкнется с серьезными изменениями. Эти трансформации основаны на законах астрофизики и звездной эволюции. Давайте рассмотрим, что произойдет, если Солнце навсегда погаснет.

1. Климатическая катастрофа 

Через сотни миллионов лет Солнце станет ярче примерно на 10%. Это, казалось бы, незначительное изменение приведет к серьезным последствиям: средняя температура на Земле поднимется до 50–70 °C. Увеличится испарение воды, климатические зоны исчезнут, а привычные экосистемы будут разрушены. Даже до стадии красного гиганта планета станет непригодной для жизни.

2. Испарение влаги 

Когда светимость Солнца увеличится еще больше, океаны начнут закипать. Вода в атмосфере, под воздействием ультрафиолета, будет разлагаться на водород и кислород. Легкий водород покинет планету, унося с собой влагу навсегда. Земля лишится своей главной «системы жизнеобеспечения» — гидросферы.

3. Разрушение атмосферы 

Потеря воды приведет к исчезновению парникового эффекта. Атмосфера, лишенная влаги, станет тоньше. Под воздействием мощного солнечного ветра молекулы кислорода и азота будут постепенно уноситься в космос. Земля утратит защитный слой, который миллиарды лет охранял ее поверхность от радиации.

4. Поверхность превратится в магматическое море 

Без атмосферы и воды планета начнет перегреваться. Температура на поверхности поднимется выше 1000 °C. Сначала расплавятся ледники и породы, а затем Земля постепенно превратится в магматический океан, напоминающий то состояние, в котором она находилась в первые миллионы лет своего существования.

5. Поглощение Земли красным гигантом или выживание в системе белого карлика 

Когда Солнце станет красным гигантом, его внешние слои могут достичь орбиты Венеры, а возможно, и Земли. Если это произойдет, наша планета исчезнет в недрах звезды. В противном случае Земля окажется на орбите вокруг белого карлика — небольшого, но очень плотного остатка Солнца. Однако даже в этом случае она станет холодным и безжизненным миром.

6. Холодная пустыня в мертвой системе 

Белый карлик будет остывать триллионы лет, прежде чем превратится в черный карлик. К тому времени Земля, если уцелеет, станет безжизненной пустыней без атмосферы и воды. Она будет вращаться в системе, где не останется источников тепла и света.

Подведем итоги, рассмотрев ключевые вопросы о судьбе Солнца и Земли

Скоро ли Солнце погаснет? 

Нет. Мы точно знаем, когда погаснет Солнце. В настоящее время оно находится в середине своей жизни — прошло около 4,6 миллиарда лет из предполагаемых 10. Примерно через 5 миллиардов лет Солнце станет красным гигантом. Однако изменения, угрожающие биосфере планеты, начнутся раньше: через 0,8–1 миллиард лет океаны начнут испаряться, и жизнь станет невозможной.

Почему Солнце не может гореть вечно? 

Энергия Солнца вырабатывается за счет термоядерного синтеза, в котором водород превращается в гелий. Когда запасы водорода в ядре иссякнут, реакции замедлятся, и равновесие между давлением и гравитацией нарушится. Звезда перейдет в новые стадии эволюции, пока не исчерпает и запасы гелия. После этого Солнце не сможет поддерживать синтез более тяжелых элементов, так как его масса недостаточна для запуска таких процессов.

Какие планеты переживут гибель Солнца? 

Меркурий, Венера и, вероятно, Земля погибнут. Марс, Юпитер и Сатурн смогут пережить этот процесс, но их орбиты изменятся из-за уменьшения массы Солнца.

Некоторые ученые предполагают, что на Марсе на короткое время могут возникнуть условия для жизни, когда Солнце станет красным гигантом, пишет Наука Mail.

Фото из открытых интернет-источников