«Велика рибка їсть маленьку» - так описують астрономи процес поглинання планети зіркою. До 100 мільйонів зірок, подібних до Сонця, в нашій галактиці дають притулок планетам, що складається з газу, як Юпітер, і мертвонародженим зірок - коричневих карликів. Ці планети і карлики приречені на те, щоб бути «з'їденими» їх батьківськими зірками. Ілюстрація: James Gitlin / STScI AVL
Людський розум цікавий, допитливий і схильний до збору типової інформації. Коли народився, одружився, помер? Коли відбулася та чи інша історична подія і що послужило йому причиною? Ключові питання, незмінно терзають розум західної людини, - коли і як саме? Один з цих вічних питань - коли ж настане кінець світу і як саме це станеться?
В кінці XIX - початку XX століття у світовій літературі з'явився новий напрямок - постапокаліптика. Його представники описували події, що відбуваються після кінця світу. Своєю популярністю і різноманіттям цей напрямок зобов'язане, ймовірно, страхів людей - до речі кажучи, цілком обгрунтованим. Крім загального сумного настрою, що охопив тоді населення Європи і отримав назву fin-de-siecle, були очевидні загрози з космосу: 1882 року 1910 року,. Розпочатий ХХ століття спричинив довгу низку все більш і більш кровопролитних воєн і революцій, а прискорився науково-технічний прогрес дав людям реальну можливість самостійно, не чекаючи космічних катаклізмів, знищити землю . Незважаючи на безліч книг, фільмів і навіть комп'ютерних ігор, створених на цю хвилюючу тему, сценаріїв вселенської загибелі не так багато, і навіть якщо вона приходить з космосу або її приносить інша нестримна природна сила, людство гине по своїй же вині і помилки.
Основні теми, що експлуатуються письменниками і сценаристами, відомі майже всім: це третя світова війна із застосуванням ядерної, хімічної або біологічної зброї; вторгнення інопланетян; повстання машин, ведених штучним розумом ; пандемія ; падіння метеориту ; відродження динозаврів ... Але навіть якщо відволіктися від спліну і декадентських думок про те, що людство незабаром саме себе знищить, прогнози вселяють тривогу.
народження Сонця
В даний час вважається, що найбільш небезпечні для Землі зіткнення з астероїдами або сонячні катаклізми .
вік сонця оцінюється більшістю астрофізиків приблизно в 4,59 мільярда років. Його відносять до середніх або навіть малим за величиною зірок - такі зірки існують довше, ніж їхні більші і швидко вигорає сестри. Сонце поки встигло витратити менше половини наявного в ньому водню: з частки в 70,6 відсотка від початкової маси сонячної речовини залишилося 36,3. В ході термоядерних реакцій водень усередині Сонця перетворюється в гелій.
Для того щоб пішла реакція термоядерного синтезу , Необхідні висока температура і високий тиск. Ядра водню представляють собою протони - елементарні частинки з позитивним зарядом, між ними діє сила електростатичного відштовхування, що заважає їм зближуватися. Але всередині діють також значні сили всесвітнього тяжіння, які заважають протонам розлітатися. Навпаки, вони притискають протони настільки близько один до одного, що починається ядерний синтез. Частина протонів при цьому перетворюється в нейтрони, і сили електростатичного відштовхування слабшають; в результаті світність Сонця підвищується. За оцінками вчених, на початковому етапі існування Сонця його світність становила лише 70 відсотків від того, що воно випромінює сьогодні, і в наступні 6,5 мільярда років світність зірки буде тільки рости.
Втім, з цієї найпоширенішою і увійшла в підручники точкою зору продовжують сперечатися. І головною темою для спекуляцій служить саме хімічний склад сонячного ядра, про який можна судити тільки по дуже непрямими даними. В одній з конкуруючих теорій передбачається, що основним елементом в сонячному ядрі, а залізо, нікель, кисень, кремній і сірка. Легкі елементи - водень і гелій - присутні тільки на поверхні Сонця, і реакція синтезу полегшується завдяки великій кількості нейтронів, що випромінюються ядром.
Олівер Мануель () розробив цю теорію в 1975 році і з тих пір намагається переконати наукове співтовариство в її справедливості. У нього є деяка кількість прихильників, але більшість астрофізиків вважають її повним абсурдом.
Мінлива зірка V838 Єдинорога (V838 Monocerotis) розташована на краю нашої галактики. На цьому знімку зображена частина пилової оболонки зірки. Розмір цієї оболонки становить шість світлових років. Те світлове відлуння, яке видно зараз, запізнюється по відношенню до самої спалаху всього на два роки. Астрономи очікують, що світлове відлуння буде продовжувати висвічувати пилові околиці зірки V838 Mon в процесі розширення принаймні до кінця цього десятиліття. Фото: NASA and The Hubble Heritage Team (AURA / STScI)
Гори, гори ясно
Яка з теорій не була б справедлива, «сонячне пальне» рано чи пізно буде закінчуватися. Через нестачу водню термоядерні реакції почнуть припинятися, і рівновага між ними і силами тяжіння порушиться, чому зовнішні шари пригорнуться до ядра. Від стиснення концентрація залишився водню підвищиться, ядерні реакції посиляться, і ядро почне розширюватися. Загальноприйнята теорія передбачає, що у віці 7,5-8 мільярдів років (тобто через 4-5 мільярдів років) Сонце перетвориться на червоного гіганта: його діаметр збільшиться більш ніж в сто разів, так що орбіти перших трьох планет Сонячної системи опиняться всередині зірки . Ядро дуже гаряче, а температура оболонки гігантів невелика (близько 3000 градусів) - і тому червоного кольору.
Характерною особливістю червоного гіганта можна вважати те, що водень вже більше не може служити «пальним» для ядерних реакцій всередині нього. Тепер починає «горіти» вже гелій, що накопичився там у великих кількостях. При цьому утворюються нестійкі ізотопи берилію, які при бомбардуванні їх альфа-частками (тобто тими ж ядрами гелію) перетворюються в вуглець.
Саме на цьому життя на Землі, так і сама Земля, швидше за все, вже гарантовано припинить своє існування. Навіть тієї невисокої температури, яку на той момент буде мати сонячна периферія, вистачить, щоб наша планета повністю випарувалася.
Звичайно ж, людство в цілому, як кожна людина окремо, сподівається на вічне життя. Момент перетворення Сонця в червоного гіганта накладає на цю мрію певні обмеження: подібну катастрофу людству якщо і вдасться пережити, то тільки за межами своєї колиски.
Але доречно тут нагадати, що один з найбільших фізиків сучасності Стівен Хокінг () вже давно стверджує: момент, коли єдиним способом вижити для людства стане колонізація інших планет , Вже майже настав. Внутріземнимі причини зроблять цю колиску неможливою для проживання набагато раніше, ніж щось погане станеться з Сонцем.
Проліт над вогняною прірвою
Але навіть якщо пророцтвом Хокінга і його численних попередників і однодумців у всьому світі судилося збутися і людство відправиться на будівництво «позаземної цивілізації», доля Землі як і раніше буде хвилювати людей. Тому багато астрономів з особливим інтересом ставляться до зірок, схожим на Сонце по своїх параметрах, - особливо коли ці зірки перетворюються в червоних гігантів .
Так, група астрономів під керівництвом Сема Регланда () за допомогою інфрачервоної-оптичного комплексу з трьох об'єднаних телескопів досліджувала зірки з масами від 0,75 до 3 мас Сонця, що наближаються до кінця своєї еволюції. Наближається кінець досить легко розпізнається по низької інтенсивності ліній водню в їх спектрах, і, навпаки, за високою - ліній гелію і вуглецю.
Баланс гравітаційних і електростатичних сил в таких зірках нестабільний, а водень і гелій всередині них чергуються як вид ядерного палива, що викликає зміни яскравості зірки з періодом близько 100 тисяч років. Багато такі зірки проводять заключні 200 тисяч років свого життя як змінні типу Світу. (- це зірки, світність яких регулярно змінюється з періодом від 80 до 1 тисячі днів. Вони названі так по імені «родоначальниці» класу, зірки Миру в сузір'ї Кита).
Візуалізована модель червоного пульсуючого гіганта, створена в лабораторії обчислювальної науки і техніки Університету Мінессоти. Внутрішній вигляд ядра зірки: жовта і червона - області високих температур, синя і кольору морської хвилі - області низьких температур. Ілюстрація: Wayne Peterson / LCSE / University of Minnesota
Саме в цьому класі відбулася досить несподіване відкриття: поблизу зірки V 391 в сузір'ї Пегаса, раніше занурена в роздутий оболонку зірки. Якщо говорити більш точно, зірка V 391 пульсує, через що її радіус то збільшується, то зменшується. Планета, про виявлення якої група астрономів різних країн повідомила у вересневому номері журналу, має масу, більш ніж втричі перевищує масу Юпітера , І радіус її орбіти в півтора рази більше відстані, що відокремлює Землю від Сонця.
Коли зірка V 391 проходила стадію червоного гіганта, її радіус досяг як мінімум трьох чвертей від радіуса орбіти. Однак до початку розширення зірки радіус орбіти, на якій знаходилася планета, був меншим. Результати цього відкриття залишають Землі шанс зберегтися після вибуху Сонця, хоча параметри орбіти, так і радіус самої планети швидше за все зміняться.
Аналогію дещо псує той факт, що ця планета, так само як і її материнська зірка, не надто схожі на Землю і Сонце. А головне, V 391 при перетворенні на червоного гіганта «скинула» значну частину своєї маси, що і «врятувало» планету; але це відбувається лише з двома відсотками гігантів. Хоча «скидання» зовнішніх оболонок з перетворенням червоного гіганта в поступово остигає білого карлика , Оточеного розширюється газової + EN, не така вже й рідкість.
чуже небо
Занадто близька зустріч зі своєю зіркою - найочевидніша, але не єдина неприємність, яка очікує Землю з боку інших великих космічних тіл. Цілком ймовірно, що Сонце буде перетворюватися на червоного гіганта, вже покинув нашу галактику. Справа в тому що наша галактика Чумацький Шлях і сусідня гігантська галактика Туманність Андромеди вже мільйони років перебувають в гравітаційній взаємодії, яке в підсумку приведе до того, що Андромеда «підтягне» до себе Чумацький Шлях, і він стане частиною цієї великої галактики. У нових умовах Земля стане зовсім іншою планетою, більш того, в результаті гравітаційної взаємодії сонячна система , Як і сотні інших систем, можуть бути буквально розірвані.
Так як гравітаційне тяжіння Туманності Андромеди набагато сильніше гравітації Чумацького Шляху, останній наближається до неї зі швидкістю близько 120 км / с.
За допомогою комп'ютерних моделей, виконаних з точністю до 2,6 мільйона об'єктів, вчені-астрономи визначили, що приблизно через 2 мільярди років галактики зблизяться, і сила тяжіння почне деформувати їх структури, утворюючи довгі притягуються хвости з пилу і газу, зірок і планет. Ще ж через 3 мільярди років галактики вступлять в безпосередній контакт, в результаті якого нова об'єднана галактика прийме еліптичну форму (обидві галактики на сьогодні вважаються спіральними).
На цьому знімку зафіксовано, як в районі сузір'я Великої пес дві спіральні галактики (велика має номер NGC 2207, маленька - IC 2163) проходять один повз одного, подібно величним кораблям. Приливні сили галактики NGC 2207 спотворили форму IC 2163, відкидаючи зірки і газ в потоки, що розтягуються на сотні тисяч світлових років (в правому кутку зображення). Фото: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI)
Співробітники Гарвардсько-Смітсоніевского астрофізичного центру () професор Аві Лоеб () і його учень Т. Дж. Кокс () припустили, що, якби ми змогли спостерігати небо нашої планети через горезвісні 5 мільярдів років, то замість звичного нам Чумацького шляху - блідою смуги тьмяних мерехтливих крапок - ми б побачили мільярди нових яскравих зірок. При цьому наша Сонячна система перебувала б «на задвірках» нової галактики - приблизно в ста тисячах світлових років від її центру замість справжніх 25 тисяч світлових років. Втім, є й інші розрахунки: після повного злиття галактик Сонячна система може просунутися ближче до центру галактики (67000 світлових років), а може трапитися і так, що вона потрапить в «хвіст» - сполучна ланка між галактиками. І в останньому випадку через гравітаційного впливу знаходяться там планети будуть зруйновані.
Разом з тим, уточнити свій прогноз вчені зможуть вже в 2011 році, коли на орбіту Землі буде виведений апарат Gaia, що належить Європейському космічному агентству. Gaia займеться визначенням швидкостей галактик і визначенням зміни позицій зірок.
Розглядати майбутнє Землі, Сонця, Сонячної системи в цілому і Чумацького Шляху стільки ж захоплююче, скільки і умовно-науково. Величезні відрізки часу прогнозів, недолік фактів і відносна слабкість технологій, а також в чималому ступені звичка сучасної людини мислити категоріями кінематографа і трилерів, впливають на те, що припущення про майбутнє більше схожі на наукову фантастику, тільки з особливим наголосом на перше слово.
Читайте також в журналі «Вокруг Света»:
Світлана Волошина , 17.10.2007
Новини партнерів
Коли народився, одружився, помер?Коли відбулася та чи інша історична подія і що послужило йому причиною?
Ключові питання, незмінно терзають розум західної людини, - коли і як саме?
