Содержание

Что мы знаем о Солнце и других звездах: интервью Сергея Попова

Раньше по звездам предсказывали судьбу, сегодня — находят новые экзопланеты. Что уже известно о нашей главной звезде и сколько еще ученым предстоит узнать, «РБК Трендам» рассказал астрофизик Сергей Попов

Звезды изначально были основным объектом изучения астрономии, поскольку их довольно легко наблюдать. Сегодня интерес к ним переживает некий ренессанс, только на этот раз звезды становятся своеобразным инструментом для наблюдения за другими небесными телами. Так, ученые могут обнаруживать новые экзопланеты по необычному изменению скорости звезды или ее блеска.

Также звезды играют важную роль в изучении галактик, в первую очередь нашей, ведь в них «записаны» все этапы ее формирования. Исследуя различные параметры большого количества звезд, ученые составляют карту галактики и получают возможность заглянуть в ее историю. Эта информация также помогает понять, как формировались галактики других типов, что, в свою очередь, нужно для понимания того, как эволюционировала Вселенная.

В конце 2013 года был запущен космический телескоп оптического диапазона Gaia. Его программа наблюдений была рассчитана на пять лет, до 2019 года, но он работает до сих пор. Не исключено, что его миссию продлят до 2025 года. Этот спутник позволяет определить точные координаты, скорости и другие физические характеристики более чем для миллиарда звезд.

Из чего состоят звезды

Звезда — это газовый шар, в центральной части которого происходят термоядерные реакции. Именно благодаря им звезда может светить или достаточно мощно, или долго.

99% массы звезды составляют водород и гелий, а оставшийся процент — это важные «добавки», которые позволяют определить, например, когда звезда формировалась.

Дело в том, что все более тяжелые, чем водород и гелий, элементы образовались уже в результате жизни первых звезд. Часть этих элементов выбрасывалась наружу — к примеру, значительная доля элементов тяжелее железа появилась в результате вспышек сверхновых. Слияние двух нейтронных звезд также влечет за собой масштабные события с выбросом тяжелых элементов.

Фактически все железо, которое есть на Земле, появилось в результате взрыва белого карлика, вспышки сверхновой типа Ia. Поэтому можно сказать, что даже железный привкус крови — это вкус белого карлика.

Что такое Солнце и откуда на нем вспышки

Разумеется, главной звездой для человечества является Солнце, и его изучение имеет для нас самую непосредственную практическую значимость. Еще несколько десятилетий назад люди не были готовы к очень мощным солнечным вспышкам — достаточно вспомнить блэкаут в Квебеке в 1989 году, ставший результатом солнечной бури.

Вспышки на Солнце, конечно не грозят уничтожить Землю, как в фильме «Знамение», но вполне могут привести к серьезным техническим катастрофам. Мощные выбросы энергии приводят к возмущению магнитного поля Земли, и возникающие при этом в проводящих системах токи способны их повредить. Поэтому сейчас стараются исключить их воздействие на линии электропередач, газопроводы и нефтепроводы.

А вот спутники связи защитить сложнее. Солнечная активность представляет опасность и для других астрономических приборов, поэтому те же спутники иногда стараются запускать, когда Солнце спокойно.

Одна из самых больших проблем пилотируемого полета на Марс также заключается в том, что велика вероятность попадания корабля в корональный выброс — гигантское облако плазмы, выбрасываемое Солнцем во время вспышек. Возможно, ее можно решить дополнительной защитой для аппарата или экипажа — или же целесообразнее будет просто планировать полет на периоды спокойного Солнца.

Хорошая новость заключается в том, что мощная вспышка не может произойти внезапно. У Солнца есть одиннадцатилетний период активности, и если где-то в обозримом будущем есть шанс возникновения вспышки, опасной для человечества как биологического вида, астрономические наблюдения позволят предсказать это за десятилетия до события.

Обычно детям рассказывают, что через пять-шесть-семь миллиардов лет Солнце превратится в красный гигант, а затем и в белого карлика, и жизнь на Земле станет невозможна. Однако это неправда, потому что непригодной для жизни планета станет значительно раньше.

Мощность солнечного излучения медленно возрастает, это тренд в масштабе сотен миллионов лет. Климат на Земле становится более жарким за счет влияния Солнца. И если состав земной атмосферы сохранится примерно таким же, то из-за повышения солнечной светимости жизнь на планете закончится уже через миллиард лет. С учетом того, что мало у кого из землян есть планы на такой период, о неизбежной перспективе можно пока не беспокоиться.

Благодаря созданию новых спутников, наземных телескопов, включая нейтринные, в обозримом будущем, возможно, удастся в больших деталях разобраться в физике Солнца. Это важно в том числе и для предсказания эволюции земного климата.

От звезд к Солнцу и обратно

За счет подробного изучения Солнца при помощи нейтринных детекторов мы сейчас точно знаем, что в центре звезд происходят термоядерные реакции. Приборы регистрируют частицы, испущенные в недрах Солнца спустя несколько минут после их формирования. Даже при скорости, близкой к скорости света, частицам нужно больше восьми минут, чтобы долететь от центра Солнца до Земли, и на сегодняшний день мы научились регистрировать нейтрино от всех ключевых термоядерных реакций.

Если нейтринные детекторы дали возможность заглянуть в самый центр Солнца, то посмотреть, что происходит между центром и поверхностью звезды, удается благодаря гелиосейсмологии.

Вблизи солнечной поверхности возникают акустические волны, которые распространяются в недра, отражаются и выходят наружу. Видимая поверхность Солнца колеблется, «дышит»: есть множество разных волн, и даже один и тот же участок поверхности может участвовать в очень разных колебаниях. Это можно наблюдать, правда, регистрируют при этом не звук, а свет — благодаря эффекту Доплера. Картина, которая при этом получается, поддается интерпретации и моделированию, и в итоге мы узнаем, как меняется скорость звука в недрах Солнца и то, как там меняются температура и давление.

Полученные о Солнце знания ученые используют при изучении других звезд. У далеких светил может быть разная масса, химический состав, могут меняться магнитные поля или скорость вращения, но суть остается той же. Таким образом, даже не заглядывая в глубины других звезд, мы можем быть уверены, что они устроены так же, как Солнце.

Вода старше Солнца: как далекая звезда указала на происхождение земных океанов

Ученые десятилетиями спорят, откуда на Земле взялась вода. Теперь исследования звезды в созвездии Ориона показали, что немалая часть земной влаги образовалась еще до рождения Солнца и в практически неизменном виде упала на нашу планету из космоса. Что это означает — в колонке научного обозревателя Forbes Анатолия Глянцева

Океаны как минимум частично наполнены растаявшими кометами, а эти кометы законсервировали в себе воду, которая старше не только Земли, но и Солнца. К такому выводу подталкивает изучение водяного пара вокруг молодой звезды, у которой прямо сейчас образуются планеты.

Вселенная как океан

Вода — вероятно, самое распространенное химическое соединение во Вселенной. И это неудивительно в мире, где 77% вещества (по массе) приходится на водород, 21% на химически инертный гелий, а на третьем месте кислород (0,85%). Ведь вода — это и есть соединение водорода и кислорода.

Вода в виде льда или пара (газа) есть на всех планетах Солнечной системы. Спутники больших планет, от Юпитера до Нептуна, тоже во многом сложены водяным льдом. За орбитой Нептуна простирается гигантский пояс ледяных тел. Из него приходят кометы, состоящие изо льда, замерзших газов и небольшой примеси твердых пород. Их часто сравнивают с комками грязного снега. Водяной пар есть даже на Солнце, правда, лишь в самых прохладных его частях.

Вездесущее вещество обнаружено и в межзвездной среде. Астрономы полагают, что водяной лед образуется в медленных химических реакциях на поверхности межзвездных пылинок. 

Материал по теме

Акт творения

Межзвездное вещество неоднородно: где-то это почти полная пустота, а где-то сравнительно плотное облако. Самые плотные сгустки обладают и самым мощным тяготением. Это притяжение стягивает окружающее вещество, отчего облако становится еще плотнее: замкнутый круг, своего рода цепная реакция. В конце концов центральный сгусток становится таким плотным, что в нем начинаются термоядерные реакции. Другими словами, он превращается в звезду. Новорожденное светило окружают остатки родительского облака — диск газа и пыли, в котором со временем формируются планеты.

Такие диски называются протопланетными.

Планеты в общем и целом образуются так же, как звезды: гравитация стягивает вещество протопланетного диска во все более крупные комки. Но в этот процесс вмешиваются лучи только что возникшего светила. Они спекают пылинки в гранулы, а большую часть газов и воды оттесняют подальше от звезды.

Кроме того, растущие комки пыли часто сталкиваются и разогреваются этими столкновениями. Иногда в «ДТП» попадают и уже практически сформировавшиеся планеты. Считается, например, что Луна образовалась в результате гигантского столкновения новорожденной Земли с планетой Тейя. Перед этим катаклизмом на Земле было в десятки, а то и сотни раз больше воды и других легких соединений, чем сегодня. Но катастрофа сорвала с нашей планеты атмосферу, расплавила поверхность и выбросила в космос почти всю исходную воду.

Недра тоже не остаются неизменными. Как только планета набирает массу, она начинает перерабатывать саму себя. Самые тяжелые элементы устремляются в центр (поэтому у Земли железное ядро), а легкие выдавливаются на поверхность. Трение между этими потоками вещества разогревает планету изнутри.

Словом, рождение планетной системы — это бурлящий котел, в котором огромные массы материи преобразуются до неузнаваемости. И судьба воды в этом круговороте — трудный вопрос.

Материал по теме

Из-под земли и с неба

Откуда взялась вода, наполняющая реки и океаны? В конечном итоге — из межзвездного вещества, материала, сформировавшего Солнечную систему. Но на каком этапе «творения» эта вода попала на Землю и какие метаморфозы претерпела по пути? 

Несомненно, как минимум часть сегодняшних океанов — это то, что осталось от внушительных водных запасов Земли после столкновения с Тейей. Эту воду принесла с собой еще протопланетная пыль, из которой образовалась планета. Сразу после космической катастрофы поверхность Земли представляла собой море расплавленной магмы, из которой выделялись вулканические газы — по большей части водяной пар. Так что у Земли сразу же начала формироваться новая атмосфера взамен потерянной. Высоко над поверхностью пар конденсировался в облака, обдававшие расплавленный базальт мощными ливнями. Со временем кора планеты затвердела, и дожди наполнили первые океаны. За минувшие с тех пор 4,5 млрд лет вулканы никогда не прекращали извергаться насовсем, и каждое извержение вносило свою лепту в обводнение земного шара.

С другой стороны, в новорожденной Солнечной системе было огромное количество комет — куда больше, чем сейчас. Сегодня их мало именно потому, что почти все ледяные тела, имевшие неосторожность зайти во владения планет, уже упали на них, в том числе и на Землю. Эти «комки грязного снега» могли стать значимым источником воды в земных океанах.

Как отличить кометную воду от исконно земной? Удивительно, но способ есть. Он основан на соотношении изотопов.

Материал по теме

Изотопами по воде писано

Изотопы — это разновидности одного химического элемента, отличающиеся числом нейтронов в атомном ядре. Почти во всех атомах водорода нейтронов нет вообще. Ядро такого атома — это одиночный протон. Этот самый распространенный изотоп водорода называется протием. Но иногда встречается и дейтерий — водород, в ядре которого один нейтрон. Масса нейтрона примерно равна массе протона, так что дейтерий вдвое тяжелее протия. Вода, в которой оба атома водорода представлены дейтерием (D2O), называется тяжелой. Однако дейтерий очень редок, так что гораздо чаще тяжелой воды встречается полутяжелая (HDO), где на дейтерий приходится только один атом водорода.

Полутяжелая вода несколько отличается от обычной физическими и химическими свойствами. Поэтому по доле HDO в воде можно судить о ее происхождении и истории. Считается, что больше всего дейтерия должно быть в первозданном льде, возникшем в межзвездном пространстве. Чем больше приключений испытывает вода, тем меньше в ней сохраняется и без того редких молекул HDO.

Когда на заре истории лед протопланетного диска слипался в кометы, это уже была некоторая переработка. Но все же ее не сравнить с метаморфозами и катаклизмами, выпавшими на долю больших планет. Следовательно, в кометной воде дейтерия должно быть больше, чем в исконно земной.

Вода в планетообразующем диске вокруг звезды V883 Орионис (Фото L. Calçada·ESO)

Доля HDO в современных океанах хорошо известна: около 0,03%. Выполнить столь тонкие измерения для комет значительно труднее, ведь комету не возьмешь с собой в лабораторию.

По разным данным, содержание полутяжелой воды в хвостатых гостьях колеблется от тех же 0,03% до 0,1%. Это приводит к разным оценкам доли кометной воды в океане: от незначительной до преобладающей. Более или менее уверенно можно сказать, что вода из-под крана состоит из растаявших древних комет на десятки процентов. Десять этих процентов, тридцать или пятьдесят — предмет дискуссий, в которых вряд ли скоро будет поставлена точка.

Остается еще один интересный вопрос. Мы упомянули, что возникновение кометы — это «некоторая» переработка первозданного межзвездного льда. Насколько она существенна? Недавнее исследование показывает, что не очень: кометы сохраняют первичную воду в почти нетронутом состоянии.

Материал по теме

Заглянуть в звездные ясли

Со времен образования Солнца минули миллиарды лет. У нас нет образцов первозданного досолнечного льда, чтобы  сравнить его с кометным. Но во Вселенной и сегодня хватает протопланетных дисков. Например, в 1300 световых годах от Земли у формирующейся звезды V883 Ориона.

Обычно наблюдать воду в таких дисках крайне трудно. Лед почти ничего не излучает, а пар существует лишь очень близко к звезде, и его излучение сливается со звездным. К счастью для исследователей, диск V883 Ориона необычно теплый. Радиотелескоп ALMA обнаружил излучение паров воды на дистанциях до 160 астрономических единиц от светила (одна единица равна расстоянию от Земли до Солнца). Воды в этом диске, даже только в виде пара, как минимум в 1200 раз больше, чем в океанах Земли. Чувствительный телескоп различил в ее излучении вклад молекулы HDO.

Оказалось, что доля полутяжелой воды в водных запасах V883 Ориона весьма велика: от 0,16% до 0,29%. Это вполне сравнимо с оценками для комет Солнечной системы и много выше, чем в земных океанах. При этом диск V883 Ориона слишком молод, чтобы в нем завершилось формирование комет. Из этого авторы заключают, что кометы сохраняют лед протопланетного диска (а значит, и межзвездный) в почти неизменном виде. Другими словами, падающие на древнюю Землю кометы принесли с собой первозданный досолнечный лед. Выпивая стакан воды, удивительно думать, что она помнит мир без Солнца.

Солнце

Солнце — настоящая звезда шоу — буквально! Ближайшая к Земле звезда — источник всего тепла и света, благодаря которому распускаются цветы, поют певчие птицы и падают в обморок загорающие. Жизнь не существовала бы без этого. Это также центр нашей Солнечной системы и, безусловно, ее самый большой объект. Внутри Солнца поместилось бы более миллиона Земель! Огромная гравитация нашей звезды захватывает планеты, карликовые планеты, астероиды, кометы, не давая им вращаться в глубоком космосе. Проще говоря, без Солнца у нас не было бы Солнечной системы.

Несмотря на свою важность в общем плане вещей, солнце не уникально и не особенно сложно. Она среднего размера и среднего возраста по сравнению с миллиардами других звезд в нашей галактике. И хотя на Солнце приходится 99,8% всей массы Солнечной системы, на самом деле это просто большой газовый шар. Процесс, называемый ядерным синтезом, превращает водород в гелий глубоко в ядре Солнца, где температура достигает 18 миллионов градусов по Фаренгейту (15,7 миллиона градусов по Цельсию). Слияние создает энергию, которая путешествует к поверхности Солнца в путешествии, которое длится миллион лет. Со временем в ядре закончится газообразный водород, что положит конец нашему веселью на солнце. Но не бойтесь: этот день наступит не раньше, чем через пять миллиардов лет.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

• Свет, исходящий от Солнца, достигает Земли за восемь минут и 20 секунд. (Примечание: никогда не смотрите прямо на Солнце!) Свет от нашей ближайшей звездной соседки, Проксимы Центавра, достигает Земли более четырех лет!

• Солнце фактически создает погоду в космосе — поток заряженных частиц, называемый «солнечным ветром». Иногда эти частицы вырываются из солнечных пятен (более холодных областей поверхности Солнца) в виде «солнечных вспышек», которые могут выбить энергию на Земле.

• Наше Солнце управляет Солнечной системой самостоятельно, но многие звезды делят свои системы со второй или третьей звездой. Представьте, у вас два-три дня рождения!

Космические видео

  • Сейчас играет

    0:38

    Outer This World

  • Далее

    0:45 9000 3

    Планета Земля

  • Сейчас играет

    0:34

    Вызов всех Земляне

  • Сейчас играет

    2:32

    The Milky Way

  • Сейчас в игре

    2:47

    Shoot for the Stars

  • Сейчас в игре

    3:18 9 0003

    Что такое Хаббл?

  • Проигрывается

    2:32

    Space Art

  • Проходит

    3:25

    Как работает Хаббл 90 017

Читать дальше

Солнце: Факты о яркой звезде на центр солнечной системы

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию.

Вот как это работает.

На этом изображении Солнца, полученном Обсерваторией солнечной динамики, видна внешняя атмосфера Солнца, называемая короной, а также горячая плазма вспышки. (Изображение предоставлено NASA/SDO и научными группами AIA, EVE и HMI.)

Солнце — желтый карлик в центре Солнечной системы , самый крупный, яркий и массивный объект в системе.

Солнце образовалось около 4,5 миллиардов лет назад. В то время область галактики Млечный Путь , которая станет Солнечной системой, состояла из плотного облака газа  —  остатков звезд предыдущего поколения. Самая плотная область этого облака разрушилась и породила протозвезду, которая впоследствии стала солнцем. По мере того, как эта молодая протозвезда росла, планеты, луны и астероиды формировались вокруг нее из того, что осталось от этого сырья, связанного на орбите с их родительской звездой ее огромной гравитацией.

В центре Солнца та же самая сила зажгла ядерный синтез , питающий звезду. Тепло и свет от этой ядерной реакции позволили жизни на Земле развиваться и процветать. Однако эта реакция в конечном итоге приведет к гибели Солнца , поскольку на Солнце в конечном итоге закончится ядерное топливо.

Солнце — звезда?

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела, которую астрономы используют для классификации текущей стадии существования звезды. Через центр проходит основная последовательность, где сидит наше солнце. Через миллиарды лет наша звезда переместится в гигантскую ветвь, а через миллиард лет здесь она переместится в участок белого карлика на диаграмме слева внизу. (Изображение предоставлено ESO)

Несмотря на свою важность для людей и всего живого на Земле, наш желтый карлик довольно средний. По сравнению с другими звездами масса Солнца около (2 x 10³⁰ кг) и его диаметр около 865 000 миль (1,392 миллиона километров) довольно типичны — астрономы наблюдали множество меньших звезд, а также звезды с массой в сотни раз больше. .

Солнце действительно отличается от других звезд тем, что оно одиноко в космосе. Согласно Австралийский телескоп, национальный объект (открывается в новой вкладке).

Из чего сделано солнце?

Представление художника о Солнце, наблюдаемом солнечным зондом НАСА «Паркер». (Изображение предоставлено NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)

Солнце находится в периоде жизни звездного тела, в течение которого оно сплавляет водород для создания гелия . Разница в массе между атомами водорода и дочерним атомом гелия высвобождается в виде энергии  — тепла и света, которые поддерживают нашу планету. Это называется основной последовательностью.

До главной последовательности звезды, подобные Солнцу, существовали как так называемые протозвезды, собирая массу из своего окружения и увеличиваясь до массы, необходимой для начала синтеза.

Как и у всех звезд главной последовательности, большая часть солнечной массы состоит из водорода с примесью гелия и следов более тяжелых элементов , которые называются металличностью или «Z» звезды (астрономическое определение металл — «любой элемент тяжелее гелия»).

Соотношение массы Солнца составляет 73% водорода, 25% гелия и 2% металлов. Поколения звезд, которые предшествовали Солнцу, имели бы меньшее соотношение металлов, чем это, обогащая свои галактики более тяжелыми элементами после их смерти.

Чем больше звезда, тем быстрее она сжигает свой водород; согласно данным Технологического университета Суинберна в Австралии, срок жизни некоторых из крупнейших звезд , например, с массой в 40 раз больше массы Солнца  , составляет всего миллион лет по сравнению с периодом жизни Солнца на главной последовательности, составляющим около 10 миллиардов лет. (откроется в новой вкладке).

Насколько горячо солнце?

Иллюстрация слоев солнца. Температуры различаются в разных частях Солнца и его атмосферы. (Изображение предоставлено НАСА/Годдард)

Температура ядра Солнца достигает 27 миллионов градусов по Фаренгейту (15 миллионов градусов по Цельсию). Большая часть водорода в солнечном ядре существует в виде ионизированной плазмы, потому что условия там достаточно горячие и агрессивные, чтобы оторвать электроны от составляющих атомов.

Тем не менее, ядро ​​солнца и этот мощный двигатель находятся вне поля зрения. Самая глубокая часть Солнца, которую мы видим на Земле , — это фотосфера, которая вольно принимается за «поверхность» для этого шара плазмы. Температура фотосферы колеблется от 6 700 до 14 000 F (от 3 700 до 7 700 C).

Над фотосферой находится рыхлая разреженная атмосфера Солнца, известная как корона. Корона не видна с Земли в обычных условиях, поскольку излучаемый ею свет подавляется светом фотосферы. Однако корона представляет собой одну из самых значительных тайн, окружающих Солнце.

Теоретические модели звезд ученых предполагают, что они должны становиться горячее по мере продвижения к их центру  —  как это видно в областях Солнца между фотосферой и ядром, называемых хромосферой и переходной областью, где температура резко возрастает до 900 000 F (500 000 C), согласно NASA (открывается в новой вкладке).

Тем не менее, корона при температуре около 900 000 F или выше на самом деле во много раз горячее, чем фотосфера на 1300 миль (2100 км) под ней.

Что питает солнце?

Первое опубликованное изображение Солнца, полученное солнечным телескопом Дэниела К. Иноуе, является изображением нашей звезды с самым высоким разрешением на сегодняшний день. (Изображение предоставлено: NSO/NSF/AURA)

Основным источником лучистой энергии солнца является процесс синтеза, называемый протон-протонной цепью (цепочка p-p). На солнце наиболее доминирующей из этих реакций является цепь ppI. Возникая как гравитационное давление в солнечном ядре, оно достаточно велико, чтобы сблизить атомные ядра водорода, преодолеть их положительный заряд и создать более тяжелые атомы.

Общий эффект цепочки ppI состоит в том, чтобы взять четыре атома водорода и слить их для создания атома гелия, двух позитронов, двух нейтрино и двух гамма-лучей фотонов, представляющих большую часть солнечной радиационной энергии.

Поскольку ядро ​​Солнца богато свободными электронами, два позитрона быстро аннигилируют, а гамма-лучи какое-то время отражались от плотных недр звезды, прежде чем вырваться наружу. во-первых, это невероятно маломассивное незаряженное нейтрино.

Солнце производит солнечные нейтрино в таком изобилии, что около 100 миллиардов из них каждую секунду проходят через область размером с ноготь вашего тела , по данным Национальной ускорительной лаборатории Ферми.

Это показывает, что Солнце потребляет много водорода для поддержания своей светимости 3,846 × 1026 Вт, так как долго, прежде чем он иссякнет, и что произойдет потом?

Когда солнце умрет?

Красный гигант Camelopardalis. Наше Солнце в конечном итоге станет красным гигантом, и по мере расширения оно поглотит ближайшие планеты, включая Землю. (Изображение предоставлено ЕКА/НАСА)

Солнце находится примерно на полпути своей жизни на главной последовательности и синтезирует водород около 4,5 миллиардов лет. Наша звезда вовлечена в непрекращающуюся битву, поскольку внешнее радиационное давление, создаваемое ядерным синтезом, уравновешивает внутренние гравитационные силы. Когда примерно через 5 миллиардов лет водород в центре Солнца будет исчерпан, больше не будет силы, противодействующей внутренней силе гравитации .

Центр Солнца подвергнется гравитационному коллапсу, сжимаясь до плотного компактного ядра. Это вызовет синтез гелия в еще более плотные элементы, такие как 9.0091 углерод , азот и кислород .

Пока это происходит, внешние оболочки Солнца будут испытывать противоположный эффект, поскольку тепло, выделяемое этими новыми процессами синтеза, заставляет их расширяться наружу, согласно NASA . Это плохая новость для внутренних планет Солнечной системы, включая Землю.

Когда Солнце войдет в эту фазу и станет тем, что известно как красный гигант, его внешняя оболочка раздуется и расширится до орбиты Марса, пожирает внутренние планеты , включая Землю. Однако фаза красного гиганта не является окончательным состоянием Солнца.

Станет ли Солнце черной дырой?

На этой иллюстрации НАСА изображена одинокая черная дыра в космосе, гравитация которой искажает вид звезд и галактик на заднем плане. (Изображение предоставлено Центром космических полетов имени Годдарда НАСА; фон, ESA/Gaia/DPAC) синтезируя все более тяжелые элементы вплоть до атомной массы железа.

В конце концов это приводит к мощному космическому взрыву, называемому сверхновой, и массивная звезда подвергается окончательному гравитационному коллапсу, превращаясь в нейтронную звезду или черную дыру — объект настолько плотный, что в непосредственной близости от него не может вырваться даже свет. его гравитационное воздействие.

Для звезд с массой нашего Солнца, однако, внешние слои, которые набухают во время фазы красного гиганта, становятся окружающей планетарной туманностью, но они сбрасываются примерно через 1 миллиард лет. Это обнажает тлеющее ядро ​​звезды, которое к этому моменту находится в плотном состоянии существования, называемом белым карликом.

Будучи белым карликом, наше Солнце тускнеет, и вещество, которое оно сбрасывает в предсмертной агонии, образует вокруг себя так называемую планетарную туманность. Это название немного сбивает с толку, поскольку оно имеет мало общего с реальными планетами. Этот материал в конечном итоге распространится дальше от звездного остатка и продолжит формировать строительные блоки следующего поколения звезд и планет, тем самым обеспечивая роль нашей звезды в звездном жизненном цикле Вселенной.

Дополнительные ресурсы

Солнечный Паркер недавно стал первым человеческим кораблем, «прикоснувшимся» к внешней атмосфере Солнца. Одной из его основных задач будет определение того, почему корона во много раз горячее фотосферы. Вы можете узнать больше о зонде и его миссии на канале НАСА в YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=LkaLfbuB_6E&t=88s

Как облака газа и пыли подвергаются гравитационному коллапсу, который превращает их в звезды, подобные солнцу? Команда космического телескопа Джеймса Уэбба дает объяснение. https://www.youtube.com/watch?v=L2d7joOgVLg (открывается в новой вкладке)

И на тему гравитационного коллапса. Академия Хана объясняет процессы, которые превращают звезды более массивные, чем наше Солнце, в нейтронные звезды и черные дыры. https://www.youtube.com/watch?v=UhIwMAhZpCo. gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/sunfact.html (открывается в новой вкладке)

Срок службы основной последовательности, Технологический университет Суинберна, доступ 05.03.22 https://astronomy.swin.edu.au/ space/m/main+sequence+lifetime

Двойные звезды, Австралийский национальный телескоп, по состоянию на 05.03.22, https://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/binary_intro.html#:~:text=Actually%20most%20stars%20are%20in,distances%20of%20binaries%20vary%20огромно (откроется в новой вкладке)

Зеленый. С. Ф., Джонс. MH, «Введение в Солнце и звезды», Cambridge University Press, , [2015].

Старение до гигантизма, НАСА, доступ 05.03.22 [ https://exoplanets.nasa.gov/life-and-death/chapter-6/ (открывается в новой вкладке)]

Почему победило Солнце ‘t Become a Black Hole , НАСА, по состоянию на 05. 03.22, https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2019/why-the-sun-wont-become-a-black-hole (открывается в новой вкладке)

Слои Солнца, НАСА, Доступ 05.03.22, https://www.nasa.gov/mission_pages/iris/multimedia/layerzoo.html (открывается в новой вкладке)

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела, Государственный университет Нью-Мексико, доступ 03/ 22 мая, http://astronomy.nmsu.edu/geas/lectures/lecture23/slide02.html (открывается в новой вкладке)

Будьте в курсе последних научных новостей, подписавшись на нашу рассылку Essentials.

Свяжитесь со мной, чтобы сообщить о новостях и предложениях от других брендов Future. Получайте от нас электронные письма от имени наших надежных партнеров или спонсоров.

Роберт Ли – научный журналист из Великобритании, специализирующийся на науке, космосе, физике, астрономии, астрофизике, космологии, квантовой механике и технологиях. Статьи Роба публиковались в журналах Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space и ZME Science.