№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Какой будет смерть Солнца и как оно уничтожит жизнь на Земле?

Фото: Wikimedia Commons

К тому времени Земля прекратит существование.

Мы приблизительно знаем, что произойдет в будущем с нашим Солнцем. В течение следующих нескольких миллиардов лет оно будет продолжать нагреваться, и в конечном итоге у него закончится водород, необходимый для синтеза в ядре.

Затем ядро начнет сжиматься. Этот процесс вызовет перемещение водорода в область непосредственно вокруг ядра, образуя водородную оболочку. Этот водород начинает плавиться, выбрасывая гелий в ядро. При этом внешняя атмосфера Солнца сильно расширится, может быть, даже до орбиты Марса, и тогда наше светило превратится в красного гиганта.

После того, как водород и гелий совсем закончатся, а Солнце выбросит весь свой внешний материал, сформировав планетарную туманность, его ядро схлопнется в белого карлика, которому потребуются миллиарды лет, чтобы полностью остыть.

Но когда это произойдет? Точные сроки кончины Солнца оставались для ученых некоторой загадкой. Однако, благодаря последнему выпуску данных картографического проекта Gaia Milky Way Европейского космического агентства у нас теперь есть самая подробная хронология жизни Солнца.

«Если мы не понимаем наше собственное Солнце – а мы многого о нем не знаем – как мы можем ожидать понимания всех других звезд, составляющих нашу замечательную галактику?» – Орлах Криви, астроном из обсерватории «Лазурный берег» во Франции.

Основная миссия Gaia – составить карту Млечного Пути с высочайшей точностью, и для этой задачи ее оснастили набором точнейших инструментов. Миссия отслеживает положение и движение звезд на небе, одновременно проводя подробные наблюдения за яркостью каждой звезды и спектральной классификацией.

Эти значения можно использовать для определения таких факторов, как химический состав и температура звезд. Их также можно нанести на график, известный как диаграмма Герцшпрунга-Рассела, который дает оценку возраста звезды.

Дело в том, что масса звезды не меняется с возрастом, но ее температура в значительной степени зависит от ядерного синтеза, происходящего в ядре, который можно отслеживать благодаря изменению яркости звезды.

Наше Солнце классифицируется как звезда главной последовательности G-типа или желтый карлик. Возраст Солнца составляет примерно 4,57 миллиарда лет, и это составляет примерно половину срока жизни ее главной последовательности. Это означает, что рассмотрение других звезд G-типа должно дать нам довольно хорошее представление о том, как наше Солнце продолжит эволюционировать, прежде чем закончит свое существование в нынешнем виде.

Криви и ее команда изучили данные Gaia, чтобы получить точные наблюдения звезд с относительно «холодными» температурами от 3000 до 10 000 Кельвинов. Причина такого интереса в том, что низкотемпературные звезды, как правило, меньше и живут дольше, чем более горячие. Таким образом, наблюдение за более холодными звездами потенциально может раскрыть больше информации об истории и звездной эволюции Млечного Пути и Вселенной в целом.

Поскольку этот диапазон температур включает такие звезды, как Солнце, данные можно использовать для определения звезд с такой же массой и химическим составом, как у Солнца. В результате на всей диаграмме Герцшпрунга-Рассела появилось 5863 звезды, подобные Солнцу, от очень молодых до очень старых.

Определив наиболее похожие на Солнце звезды, ученые выяснили точные сроки гибели нашего светила. В целом согласуясь с предыдущими прогнозами продолжительности жизни Солнца, его температура достигнет пика в возрасте около 8 миллиардов лет, а стадия красного гиганта будет достигнута в возрасте от 10 до 11 миллиардов лет.

Яркость Солнца увеличивается примерно на 10 процентов каждый миллиард лет, что означает увеличение температуры на планетах Солнечной системы. Это изменение кажется незначительным, но оно сделает Землю непригодной для жизни, какой мы ее знаем, уже через миллиард лет.