Главная » Хабрахабр » [Перевод] Какие миры смогут выжить после гибели Солнца?

[Перевод] Какие миры смогут выжить после гибели Солнца?

Туманность Кошачий Глаз – великолепный и красочный пример этой возможной судьбы, а замысловатая, многослойная и асимметричная форма этой туманности говорит о возможном наличии у звезды компаньона. Когда у нашего Солнца закончится горючее, оно станет красным гигантом, а затем превратится в планетарную туманность с белым карликом в центре.

Солнце, дарящее свет и тепло всем мирам Солнечной системы, будет сиять не вечно. Ничто на Земле не вечно, и эта истина простирается даже на те объекты, что мы видим в нашем небе. Сейчас в его ядре происходит синтез гелия из водорода, в результате чего с каждой ядерной реакцией небольшое количество массы превращается в чистую энергию, согласно эйнштейновскому E = mc2.

Солнце уже потеряло в этом процессе массу, эквивалентную массе Сатурна, а через 5-7 млрд лет полностью израсходует всё горючее в ядре. Но это не может продолжаться вечно, ибо количество топлива в ядре ограничено. Для внешнего наблюдателя это будет прекрасный и красочный вид. Раздувшись до красного гиганта, оно в результате сбросит внешние слои, породив планетарную туманность, а его ядро сожмётся и превратится в белого карлика. Но внутри Солнечной системы это приведёт к катастрофе.

До чудовищного гиганта вроде Антареса ему никогда не дорасти. Сегодня Солнце имеет весьма малый размер, по сравнению с гигантами, однако оно вырастет до размера Арктура в своей фазе красного гиганта, и раздуется до 250 раз от текущего размера.

Нам кажется, что наше Солнце крупное: 1,4 млн км в поперечнике, с массой в 300 000 раз больше, чем у Земли, однако по сравнению с красным гигантом это ничто. Первое, что нужно знать о красных гигантах – они огромны. Земля, скорее всего, будет вытолкнута дальше, во время роста и потери массы Солнцем, и хотя её и может поглотить звезда, учёные пока спорят о том, выживет она или нет. С такой массой наше Солнце вырастет в 100 раз по сравнению с предыдущим размером, поглотив Меркурий и Венеру.

Однако она должна будет стать очень горячей и претерпит катастрофические изменения. Если расчёты верны, Солнце не должно будет поглотить Землю, когда оно раздуется до красного гиганта.

Океаны и атмосферы этих планет вскипят и исчезнут с поверхности, и эти миры станут безвоздушными и горячими, как сегодняшний Меркурий. В таком случае Земля и Марс превратятся в обуглившиеся, бесплодные миры. Эти эффекты будут простираться далеко за пределы орбит внутренних скалистых миров Солнечной системы.

Большая часть выброшенного материала – по массе составляющего от трети до половины Солнца – останется разогретым до экстремальных температур и дойдёт до внешних краёв нашей Солнечной системы. Видите ли, красные гиганты не просто огромны, они также всё ещё разогреты до многих тысяч градусов, а сияют в тысячи раз ярче, чем сегодняшнее Солнце. Астероиды расплавятся, потеряв все летучие компоненты, и от них останутся только скалистые ядра.

Со временем, когда Солнце дорастёт до красного гиганта, эти астероиды расплавятся, потеряют все летучие материалы, и станут либо кучками булыжников, либо расплавленными камнями – в любом случае, став гораздо меньше текущих размеров В астероидах есть некоторое количество летучих компонентов, и они часто демонстрируют хвосты, приближаясь к Солнцу.

К примеру, сегодня мы находим на орбите вокруг красных гигантов только газовых гигантов, размером гораздо больше даже Юпитера. Но газовые гиганты будут достаточно массивными, чтобы и дальше удерживать свои газовые одежды, которые, возможно, даже вырастут, когда Солнце войдёт в эту фазу. Возможно, это результат селекции – и мы видим их потому, что их легче всего увидеть – но, возможно, это результат неизбежного процесса.

Большая часть материала, которая встретится с этими атмосферами, издаст шлепок космических масштабов и увеличит размер и массу этих миров. Огромные количества материала, покидающего Солнце, будут сталкиваться с гигантскими мирами, обладающими мощными гравитационными полями. В результате Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун могут оказаться крупнее и массивнее, чем сегодня.

Земля и Марс потеряют атмосферы, а, возможно, и часть поверхности, при этом газовые гиганты вырастут, поглощая больше и больше материи, когда Солнце будет сбрасывать внешнюю оболочку. Визуально сразу бросается в глаза большой разрыв между размерами миров земного типа и планет типа Нептуна – и превращение Солнца в красного гиганта лишь увеличит эту разницу.

У каждого из газовых гигантов есть свои кольца; наиболее известны кольца Сатурна, но у всех наших четырёх гигантов они есть. Однако Солнце станет таким ярким и горячим, что большая часть внешней Солнечной системы будет полностью уничтожена. Благодаря экстремальной энергии, выдаваемой Солнцем, эти льды не просто расплавятся – их отдельные молекулы приобретут такую энергию, что их выкинет за пределы Солнечной системы. В основном они состоят из различных льдов – водяного, метанового и замёрзшего углекислого газа.

Можно видеть, насколько они непрерывны. Кольца Нептуна, снятые на широкоугольную камеру аппарата Вояджер-2 с большой экспозицией. Кольца Нептуна, как и кольца всех газовых гигантов, состоят из летучих ледяных компонентов, и расплавятся, вскипят и сублимируют, когда Солнце превратится в красного гиганта.

Замёрзшая поверхность Европы, под которой находится водяной лёд, полностью выкипит. То же будет верно для лун, богатых водой, вращающихся вокруг этих миров. Практически все луны Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна значительно уменьшатся в размере, их атмосферы выкипят, их внешние слои расплавятся и исчезнут; останутся лишь ядра этих спутников, состоящие из камня и металла. То же случится и с Энцеладом, у которого испарятся практически всё, кроме скалистого ядра с примесью металлов. Некоторые луны, полностью состоящие из летучих веществ, могут полностью исчезнуть.

Столб материи, извергающийся с него, свидетельствует о наличии большого подповерхностного океана, но увеличившаяся яркость Солнца приведёт к его выкипанию, и оставит лишь голое ядро. Энцелад – луна Сатурна, почти полностью состоящая из водяного льда.

Даже миры, находящиеся на таких огромных расстояниях, как Тритон, Эрида или Плутон будут получать в четыре раза больше энергии на единицу поверхности, чем сегодня получает Земля. Даже крупнейшие и хорошо известные объекты пояса Койпера не защищены от этой беды. Когда Солнце станет красным гигантом, и внутренние миры превратятся в обгорелые останки или будут поглощены Солнцем, миры типа Плутон не станут потенциально обитаемыми планетами: они сгорят. Их атмосферы и поверхности, ныне покрытые различными типами льда, и, возможно, содержащие подповерхностные океаны, также полностью испарятся. Они превратятся в голые ядра из камня и металла, и станут похожими на сегодняшний Меркурий.

Возможно, что на Плутоне под тонкой корой находится океан жидкой воды. Геологическая структура под поверхностью равнины Спутника. Когда Солнце станет красным гигантом, все внешние слои сублимируются и выкипят, оставив за собой лишь ядро из камня и металла.

На этот небольшой, по космическим меркам, промежуток времени объекты на этом расстоянии будут получать примерно столько же солнечного света, сколько сегодня получает Земля. Несколько десятков или сотен миллионов лет будет надежда на наличие более приемлемых условий на поясе Койпера, на расстоянии в 80-100 раз большем, чем расстояние от Солнца до Земли. Луна и Земля очень сильно отличаются по обитаемости, несмотря на получение практически идентичного количества солнечной энергии на единицу площади. Однако для обитаемости миру нужно нечто большее, чем солнечный свет; нужно иметь достаточно массы, подходящий размер и соответствующие ингредиенты.

Даже когда Солнце станет красным гигантом, Девятая планета – чьё существование и так спорно – не дойдёт до температуры, достаточной для того, чтобы стать потенциально обитаемой. Орбиты известных седноидов, вместе с предполагаемой Девятой планетой. Другие миры пояса Койпера, даже те, что окажутся на нужном расстоянии, будут слишком мелкими с этой точки зрения.

Солнечная система станет расплавленной катастрофой, где останутся только голые ядра планет, лун и других объектов. Однако даже гипотетическая Девятая планета окажется слишком далёкой для того, чтобы стать потенциально обитаемой, а всё, что окажется на нужном расстоянии, будет слишком мелким для того, чтобы там смогла существовать жизнь. Если вы надеетесь, что замёрзшие внешние миры Солнечной системы, наконец, получат свой шанс блеснуть, вы будете разочарованы. Газовые гиганты, возможно, разбухнут и вырастут, растеряют свои кольца и многие спутники, но всё остальное станет не более чем кусками мусора, богатыми металлом. Когда Солнце дойдёт до конца своей жизни, эти миры, как и наши надежды на выживание, столкнутся с тем, что всё самое важное расплавится и исчезнет.

Читайте: когда появились тёмная материя и тёмная энергия; можно ли создать жизнь в лаборатории; кто выживет после гибели Солнца; серию статей по космологии "Спросите Итана". Больше статей на научно-популярную тему вы сможете найти на сайте Golovanov.net.

Спасибо всем, кто уже оказал поддержку! Напоминаю, что проект существует только благодаря поддержке читателей (банковские карты, яндекс.деньги, вебмани, биткоины, да хоть как).


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

PyDERASN: как я написал ASN.1 библиотеку с slots and blobs

ASN.1 это стандарт (ISO, ITU-T, ГОСТ) языка описывающего структурированную информацию, а также правил кодирования этой информации. Для меня как программиста это просто ещё один формат сериализации и представления данных, наравне с JSON, XML, XDR и другими. Он крайне распространён в ...

6 полезных ресурсов и сервисов для потенциальных эмигрантов в США, Германию и Канаду

К моему удивлению, далеко не так много проектов помогают потенциальным иммигрантам. С недавних пор я активно заинтересовался темой переезда за границу, и в связи с этим изучил существующие сейчас сервисы, которые оказывают помощь в переезде ИТ-специалистам. Пока что я отобрал ...