Человечество стремится к звездам не только из любопытства, но и с весьма практическими целями — рано или поздно нам потребуется новое место для жизни. И дело не только в росте населения и истощении ресурсов. Есть куда более масштабная проблема — гибель Солнца. И при всей свой завораживающей красоте — картина будет не из приятных.
Возможно, у вас сейчас возник справедливый вопрос — о какой скорой гибели может идти речь? Солнцу еще, как минимум, пара-трока миллиардов лет отпущена. Времени вагон. На самом деле все не так просто, и планета Земля, вместе со всем, что есть на ее поверхности, рискует пережить первую "смерть" уже через 500 миллионов лет. Если так подумать — это довольно близкая дата.
Старение звезды
Все звезды, включая наше Солнце, в своих ядрах синтезируют водород. Именно так они производят все свое тепло и свет. Но синтез водорода оставляет побочный продукт: гелий. По мере того, как наше Солнце стареет в течение миллиардов и миллиардов лет, в его ядре накапливается все больше и больше гелия. Это затрудняет синтез водорода на солнце. Чтобы компенсировать это и оставаться в равновесии, солнечное ядро со временем постепенно нагревается.
Конечный результат: солнце становится все жарче. Динозавры знали меньшее и более тусклое солнце, чем мы знаем сегодня. Миллиарды лет назад вы даже не узнали бы нашу собственную звезду.
Это также означает, что примерно через 500 миллионов лет Земля умрет своей первой смертью. Перегретое солнце вызовет ускоренное образование парниковых газов. Океаны Земли будут испаряться, выбрасывая водяной пар в атмосферу, удерживая больше тепла у поверхности. Это повысит температуру Земли, что приведет к ускорению этого процесса.
Еще через 100 миллионов лет наши океаны полностью высохнут. Тектоника плит, которая позволяет углероду и другим парниковым газам проникать под земную кору, прекратится. Наша атмосфера сначала увеличится, а затем просто рассеется. Жизнь может найти убежище в каком-нибудь глубоком темном "кармане", но мир, который мы знаем и любим, исчезнет.
Водородное голодание
Примерно через 4 миллиарда лет оставшийся пепел гелия, который накапливался в течение тысячелетий, сформирует твердое ядро в центре Солнца. Это заставит водород сплавиться в оболочке вокруг него. Когда энергопроизводящая область нашей звезды сместится от центра, остальная часть Солнца будет вынуждена отреагировать. Он увеличится во много раз по сравнению с нынешним размером. Поскольку самые внешние слои Солнца так далеки и отсоединены от ядра, температура поверхности по иронии судьбы падает, а ее цвет смещается в сторону более длинных волн. Солнце станет красным гигантом.
Астрономы не совсем уверены, насколько большим станет Солнце на этом этапе. Оно наверняка поглотит Меркурий и Венеру. Оно также может уничтожить Землю, растворив ее за считанные минуты в своих огненных объятиях. Или просто расплавить все, что осталось от нашей атмосферы, и даже нашу нежную кору и мантию, оставив обнаженную разрушенную железную оболочку, которая когда-то была ядром Земли.
В течение миллиарда лет температура в гелиевом ядре будет продолжать расти и в конечном итоге превысит 100 миллионов градусов. На этом критическом этапе температура и давление слишком высоки. В этот момент Солнце, точнее его ядро — это ядерная бомба размером со 100 Юпитеров.
После взрыва Солнце снова сожмется и снова соберется примерно через 10 000 лет в виде гелиевого ядра, окруженного слоем плавящегося водорода. Но это не спокойная звезда. На этот раз температуры в ядре будут достаточно высокими, чтобы вызвать синтез гелия. Это возрожденное солнце будет примерно в десять раз шире и в 40 раз ярче, чем раньше.
Еще один виток истории
Синтез гелия производит собственные побочные продукты углерода и кислорода, которые теперь могут выполнять свою собственную работу по загрязнению самого внутреннего ядра. Но синтез гелия не так эффективен, как синтез водорода, поэтому горение гелия будет происходить гораздо быстрее. Эта фаза жизни Солнца продлится всего около 100 миллионов лет. В космических масштабах — это одно мгновение.
История со взрывом повториться, но теперь с иными температурами и энергиями. В ядре будет собираться слишком много углерода и кислорода. Синтез гелия переместится в оболочку, окружающую ее, а синтез водорода создаст еще большую охватывающую оболочку. И снова Солнце превратится в бушующего красного монстра, не идущего ни в какое сравнение с тем, какой был в конце первого "этапа".
Самые внутренние области этой гигантской звезды теперь будут ужасно нестабильны. Слои гелия и водорода будут распыляться и снова воспламеняться, смешиваться и расслаиваться. На каждую конвульсию в ядре будет реагировать остальная часть солнца. В самом крайнем случае самые внешние щупальца солнечной атмосферы могут простираться до орбиты Юпитера. Но в некоторых случаях происходит наоборот — звезда сжимается почти до прежних размеров.
На этом этапе Солнце станет "пульсировать. Яркость его свечения будет постоянно меняться, что для стороннего наблюдателя их другой звездной системы будет выглядеть как полное исчезновение некогда яркого объекта.
С каждым "вздохом" наше Солнце будет терять свои внешние слои. Сочетание высокоскоростного солнечного ветра и бешеной радиации, выбрасываемой из ядра, сдует внешние слои атмосферы, как ветер в парусе, заставив ее распространиться по всей Солнечной системе.
В конце концов, потери станут невосполнимыми. Солнце потеряет почти половину своей массы. Оставшееся станет инертным комком углерода и кислорода, впервые подвергшимся воздействию Вселенной. Но в этот момент, как не удивительно, возникнет одно из красивейших зрелищ во Вселенной.
Конец Солнечной системы
К концу жизни нашего Солнца самые внутренние планеты уже исчезнут. Самые внешние, безусловно, потеряют свою атмосферу. Их ледяные луны, когда-то покрытые слоями толстой замерзшей воды, оттаивают, ненадолго превращаясь в оазисы. Но хаотичное излучение умирающей звезды дестабилизирует их орбиты, отправив некоторые луны внутрь, на верную гибель, а другие вообще вылетят из бывшей Солнечной системы.
Что касается белого карлика, то изначально он будет иметь температуру более 100 миллионов Цельсия, достаточно горячую, чтобы излучать мощное рентгеновское излучение. Это излучение будет фильтроваться через облака газа, окружающие мертвую звезду, вызывая флуоресценцию. Газ будет поглощать рентгеновские лучи и излучать собственное излучение.
Так звезда превратится в планетарную туманность. Все они уникальны, ведь каждая создана из запутанного и сложного распределения плазмы и излучения, возникающих ближе к концу жизни звезды. Неизвестно, какой узор создаст наше собственное Солнце в свои последние дни, но будущие наблюдатели смогут мельком его увидеть. Белый карлик будет таким горячим только около 10 000 лет. Но если какой-нибудь астроном из чужого мира в нужное время направит свой телескоп в сторону того, что было Солнечной системой, он увидит нечто прекрасное.