Несколько слов о Солнце

У земного окажутся шара,

То увидят сплошной золотой океан

И дадут ему имя: Сахара.

Николай Гумилёв

Что мы есть? - Да всего лишь

Игра непонятной природы. Нас когда-нибудь смоет

Пылающий звёздный прибой.

Галина Дицман

Считается, что Солнцу 4,8 миллиардов лет (по некоторым данным - 4,5 миллиардов лет). Оно возникло чуть раньше или в одно и то же время с планетами Солнечной системы из общего газово-пылевого облака. Солнце - звезда второго звёздного поколения Нашей Галактики, и образовавшее его облако возникло из вещества, выброшенного взорвавшимися звёздами первого поколения (то есть это вещество сверхновых звёзд, удержанное полем тяготения Нашей Галактики). При взрыве сверхновых звёзд образуется какое-то количество тяжёлых элементов, и поэтому такие элементы есть в Солнечной системе, хотя всё равно преобладают лёгкие элементы - водород, гелий. Так как тяжёлые элементы необходимы для жизни, иногда образно говорят, что все мы - дети взорвавшихся звёзд (жизнь не могла возникнуть вблизи звёзд первого поколения).

Предполагаемый начальный состав Солнца - 73% водорода и 25% гелия (примерно то же соотношение, что и при Большом Взрыве, породившем Нашу Вселенную, но с присутствием тяжёлых элементов). Раньше Солнце вращалось вокруг своей оси быстрее, чем сейчас [Кацова, Лившиц, 1998]. В дальнейшем водород в солнечном ядре начал выгорать и превращаться в гелий. Потоки света и солнечной плазмы (ионизированного вещества) потекли от Солнца во все стороны, и масса Солнца стала медленно уменьшаться. Количество гелия в ядре стало расти, и более тяжёлое и компактное ядро увеличило свою температуру и усилило термоядерные реакции. В результате этого Солнце стало светить чуть ярче и продолжает непрерывно увеличивать светимость. При этом вращение Солнца вокруг оси чуть замедлилось: энергия пошла на образование короны и поддержание активных процессов в ней (солнечный ветер уносит вмороженные в него магнитные поля, которые до какой-то высоты вращаются вместе с Солнцем, а потом тормозятся, закручиваются вокруг Солнца и тормозят его, взаимодействуя с магнитными полями под поверхностью звезды) [Кацова, Лившиц, 1998]. Торможение звезды звёздным ветром приводит к уменьшению конвективных потоков и уменьшению поверхностной активности звезды, но не влияет на общую активность.

Сейчас светимость Солнца на 30% выше, чем вначале, а масса несколько уменьшилась [Что ожидает Солнце и Землю? 1994]. Это привело к некоторым изменениям в Солнечной системе. Из-за уменьшения солнечной массы планеты чуть-чуть отодвинулись от Солнца, но, по-видимому, всё равно стали получать чуть-чуть больше света.

Водородного топлива Солнцу хватит ещё на 5 миллиардов лет [Вселенная, 1999]. При этом будут происходить хорошо предсказуемые события [Что ожидает Солнце и Землю? 1994].

Через 1,1 миллиарда лет светимость Солнца возрастёт ещё на 10%. Через 3,5 миллиардов - на 40%. Земля тогда, возможно, станет похожа на Венеру: водяной пар в верхних слоях атмосферы разложится под действием света на кислород и водород, лёгкий водород улетит в Космос, вода исчезнет и перестанет с дождями вымывать углекислый газ из атмосферы, он накопится и вызывет катастрофическое нагревание поверхности планеты за счёт парникового эффекта. Зато в это время могут возникнуть благоприятные условия для жизни на Марсе (растает вечная мерзлота, наполнится водой океан Бореалис и т.д.). Следующие 6,4 миллиарда лет водород на Солнце будет выгорать в оболочке гелиевого ядра. Потом температура в увеличившемся гелиевом ядре возрастёт до такой степени, что "загорится" гелий (с образованием кислорода и углерода). Солнце при этом увеличит светимость ещё в 2 раза. В течение 1,3 миллиардов лет оно станет медленно расширяться и увеличит диаметр в 170 раз. При этом поглотится Меркурий. Земли это расширение не достигнет. Кроме того, от Солнца к этому времени останется только 72,5% современной массы, и Земля отодвинется. Наступит стабильная пауза длительностью в 110 миллионов лет, которая сменится дальнейшим быстрым расширением Солнца в течение 20 миллионов лет. Тогда Солнце достигнет современной орбиты Земли и увеличит светимость в 5200 раз. Но масса Солнца составит только 59% современной, и Земля отодвинется аж к современному Марсу и уцелеет. Впрочем, температура на Земле достигнет 1600 градусов Цельсия, и это будет жидкая расплавленная планета. Когда гелий в ядре выгорит, солнечный ветер сдует оболочку Солнца. Из этой оболочки возникнет так называемая планетарная туманность. Такие туманности есть вокруг некоторых выгоревших звёзд, и раньше считали, что из них образуются планеты, а на самом деле это "последние выдохи умирающих звёзд". В центре Солнечной системы, вместо огромного красного гигантского Солнца, останется сжавшийся белый карлик с массой примерно 0,6 от современной и очень маленькой светимостью (за счёт энергии постепенного сжатия). Остатки Солнечной системы погрузятся в холод и мрак. Наступит безжизненная стабильность.

Другое по технологическим наукам

Современное состояние в научной и инновационной сфере
Качественно новые социально-экономические и политические условия, сформировавшиеся в результате системных преобразований 90-х годов в России, выявили определенный застой в сфере научной и инновационной деятельности, сложившаяся модель которой не соответствовала требованиям нового рыночного уклада. ...