Панорама Астрономія Як довго ще буде світити сонце Панорама - Суспільство - Tagesspiegel Mobil
Нас уже турбують теплі пізні літні дні, яскравий вересень. Нехай сонце знову буде світити завтра і післязавтра також і післязавтра. Так могло тривати до кінця часів. Це буде, за великим рахунком.
Астрономічний звіт про погоду для нас добре значить і обіцяє сонце, поки не впадеш. Протягом наступних п’яти мільярдів років субтропічне тепло буде поступово знаходити шлях по всій Європі. Зрештою, сонце вдвічі яскравіше на небі, ніж сьогодні. Однак найближчими двома мільярдами років благословення перетвориться на свою протилежність, Сонце надзвичайно розшириться і зжере планети Меркурій та Венера. І тоді на нашій земній кулі розпочинається заключна вечірка барбекю.
Світовий океан починає випаровуватися і поступово вся вода витікає в космос. Біо-погода залишається терплячою не більше ніж на супутниках Юпітера протягом короткого часу. Але на землі спека означає кінець усього життя. Після декількох яскравих спалахів сонце нарешті спочиває. Там, де колись стояла планетарна система, барвиста газова туманність буде світити десятки тисяч років. Врешті-решт, у його центрі залишається лише маленька, гаряча кулька, не більша за землю. Це зморщене, згоріле сонце нарешті згасне, як вуглинки пізнього вечірнього багаття.
Звичайно, в астрономічному звіті про погоду є десятиліття. Той чи інший теплий чи льодовиковий період тут не має значення. Виміряне в космічних масштабах часу, воно рухається, як хмара, по всій землі. Що, з іншого боку, залишалося незмінним протягом останніх п’яти мільярдів років і, з астрономічної точки зору, навряд чи зміниться протягом наступних п’яти мільярдів років, - це умови, сприятливі для життя на нашій планеті. І це посеред надзвичайно негостинного Всесвіту, в якому температури стрибають туди-сюди між мільйонами градусів та абсолютною холодною точкою мінус 273 градуси.
Нам дуже пощастило із загальною погодною ситуацією. Цього літа життя ми завдячуємо своєму надзвичайному становищу в космосі і перш за все користі сонця. На відміну від багатьох інших зірок, мати-сонце надзвичайно добре управляє своєю енергією. Пожежа термоядерного синтезу в його щільному інтер’єрі палав майже на тому самому полум’ї з давніх часів. Кілька мільйонів тонн водню спалюють у центрі Сонця щосекунди. Це паливо значною мірою наповнює Сонце, як гігантська куля газу. Кілька мільйонів тонн водню в секунду - це звучить як велика кількість енергії. Але коли розглянути, наскільки далеко земля від сонця, це знову здається дивним, що стільки літнього тепла доходить до нас.
Що робить джерело енергії настільки продуктивним, це ефективний тип згоряння: ядерний синтез. На сонці спочатку два, потім три, потім чотири ядра водню поступово зливаються, утворюючи ядро гелію. Це ядро гелію набагато легше, ніж чотири ядра водню разом узятих. Решта маси виділяється як енергія. Всього два грами водню виділяють стільки енергії, коли він зливається з гелієм, що ви можете споживати його майже цілий рік, не обходячись щоденним душем, поїздкою в машині чи теплою їжею. Отже, багато дослідників мріють про те, щоб колись вдалося залучити це джерело на землі. Однак будівництво об'єктів ядерного термоядерного синтезу ще не просунулось після експериментальної стадії.
Однією з причин цього є висока температура, якої потрібно досягти, щоб запалити водневі реакції: усередині Сонця майже 16 мільйонів градусів. Навіть за цих пекельних температур сонячний вогонь неквапливо горить. Паливо триватиме кілька спокійних віків. За підрахунками астрофізиків, весь водень у ядрі Сонця не перетвориться на гелій протягом п’яти мільярдів років. Центральне джерело енергії гасне. Світло не гасне відразу. Навпаки: у подальших шарах горіння водню продовжується весело. І чим далі сонячний вогонь рухається назовні, тим більше розширюється газова оболонка. Сонце надувається, температура поверхні падає. Сонце видається вже не жовтим, а червоним.
Червоні велетні та білі карлики
Зараз дослідники знайомі з низкою сонцеподібних зірок, які вже перебувають на цій стадії розвитку, "червоними гігантами". До них належать Бетельгейзе в сузір’ї Оріона або зірка Антарес у Скорпіоні. Сонце також перетвориться на "червоного велетня". Це стане вже в тисячу разів яскравішим, перш ніж пройде ще мільярд років. Врешті-решт він "розшириться настільки, що майже досягне земної орбіти", - пишуть геолог Пітер Уорд та астроном Дональд Браунлі з Вашингтонського університету в Сіетлі у своїй нещодавно виданій книзі "Наша самотня земля" (Спрингер-Верлаг) і далі: "Всесвіт стане біднішим на одну живу планету".
Але кінець життя на землі може бути і новим початком. Як червоний велетень сонце відіграє важливу роль у подальшій еволюції космосу. Лише всередині червоних велетнів можуть утворюватися вуглець, кисень та майже всі інші хімічні елементи, які також мали важливе значення для розвитку земного життя. Той факт, що 4,5 мільярда років тому на землі було стільки вуглецю або кисню, можна пояснити лише тим фактом, що вона, включаючи Сонце, народилася дуже пізно. У наших широтах червоні гіганти або навіть важчі зірки, мабуть, вилупили ці елементи і підготували нам шлях набагато раніше.
Сонце також занурюється в такий період розмноження в кінці свого сидерального часу, воно буде рости і рости і спочатку отримувати свою енергію завдяки водневому спалюванню його шарів далі. З іншого боку, в його серцевині весь водень вже перекип’ячений до гелію, і сонячний вогонь згас. Ядро стискається і стискається під власною вагою. Тепер, коли тиск випромінювання, що проникає із сонячного ядра, швидко впав, газові маси більше не можна утримувати. Ядро гелію, що скорочується, стає щільнішим і гарячішим. Поки раптом не настає нова реакція синтезу. При 100 мільйонах градусів гелій раптово починає плавитися у вуглець. Отриманий вибух майже розриває сонце. Спалах гелію виділяє таку кількість енергії, що сонце втрачає значну частину своєї маси. Далі йде турбулентна фаза життя, коли Сонце робить все можливе для інкубації вуглецю та кисню.
Але гелій витрачається набагато швидше, ніж водень. Ядро знову стискається. Однак цим він уже не досягає достатньої температури, щоб викликати подальші ядерні реакції. Серце сонця перестає битися. Залишилася дуже щільна, гаряча грудка вуглецю та кисню. Там, де сьогодні є сонце, "білий карлик" побачить свій кінець через сім мільярдів років. У колишній Сонячній системі вона потім буде темніти і темніти. Зима, яка тоді настає в цій області неба, може тривати вічно.
Можливо, наша Сонячна система також вступає в новий космічний процес переробки: решта речовини може змішатися зі свіжим газом. Наприклад, коли Чумацький Шлях зіткнеться з повільно наближається сусідньою галактикою Андромедою. Під час цього зіткнення нова густа газова хмара і, зрештою, нове Сонце може сформуватися і в наших широтах.