Сколько лет Солнцу?

7 декабря 2021

В настоящее время в наиболее стабильном состоянии Солнцу 4,5 миллиарда лет, и оно считается звездой главной последовательности. До того как он станет красным гигантом, осталось около 10 миллиардов лет!

Солнце еще довольно молодое, учитывая невероятно долгую жизнь некоторых небесных тел. В настоящее время Солнце является “главной последовательностью” звезд, что означает, что означает, что оно находится в наиболее стабильной форме. Этот период продлится еще несколько миллионов лет, но, к сожалению, людей, вероятно, не будет здесь, чтобы увидеть, как планета стареет.

Да, если бы мы не колонизировали другие миры к тому времени, мы были бы мертвы, потому что солнце, вероятно, поглотит землю к тому времени, когда оно приблизится к смерти.

Солнечный паспорт

Солнце — центральное тело Солнечной системы — является типичным представителем звёзд, наиболее распространённых во Вселенной тел. Масса Солнца составляет 2 * 10 в 30 степени кг. Как и многие другие звёзды, Солнце представляет собой огромный шар, который состоит из водородно-гелиевой плазмы и находится в равновесии (о чем ниже).

Современные данные о химическом составе Солнца таковы: водород составляет около 70% солнечной массы, гелий — более 28%, остальные элементы — менее 2%.

Количество атомов этих элементов в 1000 раз меньше, чем атомов водорода и гелия. Вещество Солнца сильно ионизовано: атомы, потерявшие электроны своих внешних оболочек и ставшие ионами, вместе со свободными электронами образуют плазму. Средняя плотность солнечного вещества примерно 1400 кг/м3. Она соизмерима с плотностью воды и в 1000 раз больше плотности воздуха у поверхности Земли.

Жизненный цикл Солнца

Эволюция Солнца – вопрос, интересующий не одно поколение астрономов. Ученые оценивают возраст Солнца в 4,5 миллиарда лет. Оно возникло из газопылевого облака, сжимающегося под воздействием сил гравитации. Из такого же облака возникли и все остальные объекты Солнечной системы, в том числе и наша планета. Из-за сжатия начинает возрастать плотность и температура. Когда температура и давление возросли до необходимых значений, начались термоядерные реакции. Так, собственно, и начался жизненный цикл Солнца.

Масса нашей дневной звезды постепенно снижается из-за реакций ядерного синтеза. Ежесекундно 4 миллиарда тонн вещества Солнца превращается в энергию. Однако запасов водорода для поддержания протекания протон-протонной термоядерной реакции хватит на несколько миллиардов лет.

Температура светила увеличивается на 10 процентов каждые 1,1 млрд. лет. Это дает основания предположить, что раньше температура воздуха на планете была ниже, а на Венере, вероятно, могла бы существовать вода в жидкой фазе (сейчас температура Венеры такова, что на ней может плавиться свинец). Поскольку в будущем светимость Солнца будет возрастать, это приведет к увеличению температуры на Земле. Из-за высокой температуры испарятся океаны, молекулы воды, увлекаемые движением, улетучатся в космическое пространство и разложатся на атомы кислорода и водорода, а сама Земля превратится в безжизненное космическое тело.

Из-за уменьшения количества водорода на Солнце будет уменьшаться ядро. Но сама звезда «раздуется». Примерно через 6,5 млрд лет водород на Солнце выгорит. Однако ядерные реакции синтеза на этом не остановятся: начнет выгорать гелий, причем этот процесс будет происходить не в ядре, а в оболочке Солнца. Вследствие этого размеры Солнца увеличатся, и оно достигнет орбиты Земли. В этой стадии оно будет красным гигантом.

Однако рано или поздно выгорит гелий. Это произойдет примерно за 110 миллионов лет. В результате пульсаций внешние слои Солнца постепенно отделятся от ядра. Солнечное ядро превратится в белый карлик, и его диаметр будет примерно соответствовать нынешнему земному. Это при том, что масса ядра будет только вдвое меньше нынешнего Солнца.

Белый карлик будет медленно охлаждаться. В этом объекте не протекают ядерные реакции. Приблизительно через 10 миллиардов лет из Солнца останется черный карлик.

Откуда мы знаем сколько лет Солнцу?

В астрономии большинство исследований проводятся при помощи телескопов. На Землю ежедневно падает более 40 тонн частиц из космоса. Некоторые из них не сгорают в атмосфере нашей планеты и достигают ее поверхностью. Этими частицами являются метеориты и в них имеется информация, которая может помочь нам в определении возраста нашей Солнечной системы.

Если мы хотим узнать возраст ископаемого живой природы, например возраст костей древнего мамонта, то мы проводим радиоуглеродный анализ, поскольку углерод является строительным материалом для всего живого на Земле. Но в метеоритах нет ничего живого, поэтому был придуман метод, называемый рубидиевым датированием. Мы можем изучать распад химического элемента — рубидия, чтобы узнать его возраст.

Земля, другие планеты Солнечной системы, кометы сформировались примерно в то же время, что и Солнце. Таким образом, рубидий говорит нам, что Солнцу 4.5 млрд лет.

Солнце молодое или старое?

Чтобы дать ответ на вопрос “молодое солнце или старое”, нам для начала нужно погрузиться в недра нашей звезды. Там температура достигает 15 000 000 градусов по Цельсию. Здесь, из-за столь больших энергий, атомы водорода сливаются в гелий, выделяя энергию в виде света и тепла. Но у Солнца не бесконечный запас энергии.

Когда Солнцк израсходует все свое топливо?

Чтобы выяснить, когда Солнце израсходует свое тепло, нужно для начала взвесить Солнце. Поскольку мы знаем орбиты планет и размеры нашего светила, используя закон всемирного тяготения мы можем определить массу. А зная массу мы уже можем определить и количество энергии, испускаемое объектом.

У нас еще нет достоверно точной схемы внутренностей Солнца, но современные модели говорят о том, что около 10% вещества в центре звезды достаточно сжато, чтобы в этом количестве объема происходили термоядерные реакции, во время которых 0.7 начальной массы водорода преобразовывалось в испускаемую энергию.

Мы знаем расстояние от Земли до Солнца (~150 млн км) и знаем сколько энергии доходит до нашей планеты. Исходя из этого, мы рассчитали сколько энергии Солнце испускает в общем. Зная все эти данные мы теперь знаем, что Солнце — это звезда среднего возраста, так было посчитано, что у него еще топлива на 5 млрд лет.

Как расчитан текущий возраст Солнца?

Текущий возраст Солнца был рассчитан с помощью “радиоактивных датировок” солнечных тел. Проще говоря, радиоактивная датировка сравнивает возраст родительского радиоактивного элемента и его дочерних продуктов (распавшегося элемента). Сравнение возраста родителя и ребенка дает константу распада, которая затем может быть использована для нахождения текущего возраста небесного тела.

Чтобы найти процентное содержание элемента и его распадающегося продукта, нам нужны образцы. Поскольку большая часть Солнечной системы сформировалась примерно в то же время, ученые использовали образцы лунных пород для определения возраста других солнечных тел. Возраст Солнца также был рассчитан с использованием образцов лунного камня.

Может ли Солнце погаснуть?

Бояться того, что Солнце погаснет, не стоит, потому что сначала оно очень-очень сильно вспыхнет!
Внутри светила (и любой звезды, находящейся в состоянии равновесия между давлением изнутри и давлением снаружи), в определенный момент вспыхивает новая ступень термоядерного синтеза. Температуры становятся настолько высокими – давление вырастает так, что внешние оболочки звезды раздуваются. Звезда необратимо изменится, превращаясь в красного гиганта с огромными размерами. Наше Солнце превратиться в такого же гиганта.

Диаметр Солнца составляет почти 1 400 000 км. Внутри Солнца могут поместиться миллионы планет, равных Земле. 99,8 % массы Солнечной системы сосредоточены в Солнце. А из 0,2 % всего остального сделаны планеты (причем 70 % планетарной массы пришлось на Юпитер). Кстати, Солнце постоянно худеет: теряет 4 миллиона тонн своей массы каждую секунду – они улетают в виде излучения, каждое мгновение около 700 миллионов тонн водорода превращаются в 696 тонн гелия.

Когда и как наше Солнце взорвется?

Правильнее сказать – превратится в красного гиганта. В данный момент Солнце находится в состоянии желтого карлика и просто сжигает водород. В течение всего времени своего существования – 5,7 млрд лет, как мы уже говорили, – Солнце находится в стабильном режиме выгорания водорода. И этого топлива ему хватит на 5 миллиардов лет (больше, чем существует от начала времен Земля!)

После того как включатся следующие ступени синтеза, Солнце покраснеет, увеличится в размерах – до земной орбиты (!) – и поглотит нашу планету. И, да, перед этим слопает Венеру и Меркурий. Но жизнь на Земле прекратится еще раньше, чем Солнце начнет свое превращение, ведь рост светимости и повышение температуры приведет к тому, что наши океаны испарятся за миллиард лет до этого.

Температура на поверхности Солнца составляет примерно 6 тысяч градусов по Цельсию. Внутри Солнца, там, где идут, не прекращаясь, термоядерные реакции, температура НАМНОГО выше – она достигает 20 миллионов градусов по Цельсию.

Что будет с Солнцем после того, как оно поглотит Землю?

Итак, Солнце раздуется и разогреется, истратит б0льшую часть топлива. В определенный момент начнется гравитационное сжатие, которому никакое распирающее изучение противостоять не сможет (топливо кончилось). Так как масса у Солнца недостаточно велика, то сжатия не хватит на то, чтобы запустить следующую ступень синтеза и приступить к работе с тяжелыми химическими элементами. В итоге наша любимая звезда сбросит свою огромную внешнюю оболочку, которая станет туманностью. Середина же Солнца превратится в белого карлика – маленькую звезду, которая рано или поздно остынет, отдавая остаточное тепло.

Интересные факты о Солнце

Для любого объекта, излучающего тепло, можно посчитать отношение мощности к его объему. Оказывается, что удельная мощность Солнца примерно в тысячу раз меньше, чем удельная мощность человеческого организма! Это означает, что огромный объем выделяемого светилом тепла в первую очередь объясняется его гигантскими размерами.

Периодически всплески солнечной активности приводят к геомагнитным бурям. Мощнейшая из них произошла в 1859 г. В результате на Земле перестала работать телеграфная связь, а северное сияние наблюдалось даже над Кубой.

Сейчас общепризнанна теория, что Солнце образовалось из газопылевого облака. Однако откуда появилось само облако? Ученые предполагают, что оно является остатком предыдущих звезд. Химический анализ показывает, что Солнце является звездой уже третьего поколения. Это значит, что вещество, из которого состоит светило, ранее входило в состав двух других звезд, уже прекративших существование.

Хотя большинство планет вращаются вокруг Солнца в плоскости эклиптики, экватор самой звезды не совпадает с этой плоскостью, а наклонен на 7°. Эту аномалию до сих пор не удалось объяснить. Возможно, причиной этого является существование ещё одной планеты в Солнечной системе, чья орбита лежит не в плоскости эклиптики, а под углом к ней. Ряд наблюдений подтверждает существование Девятой планеты, но пока что говорить об ее открытии преждевременно.

 

 

Источники:

  • https://new-science.ru/kak-my-mozhem-videt-galaktiki-v-nashem-nebe-no-ne-blizlezhashhie-planety
  • https://rosuchebnik.ru/material/skolko-solntsu-let-mozhet-li-ostyt-solntse
  • https://zen.yandex.ru/media/different_angle/otkuda-my-znaem-skolko-let-solncu-5b278e3b9e70d200a876d978
  • https://sunplanets.info/solncze/solncze-opisanie-struktura-obrazovanie-evolyucziya-orbita-issledovanie-i-fakty
  • https://mirax.space/solnechnaya-sistema/solnce






Оцените статью:
[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]