Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Тем не менее у нас есть несколько миллиардов лет, чтобы определить, как именно мы будем играть в музыкальные стулья с планетами. На данный момент мы, вероятно, уже достаточно хорошо это выяснили. Это практически осуществимый подход, и нашим потомкам, вполне возможно, придется использовать его.

Возраст Солнца: 12,233–12,345 млрд лет (сегодня + 7,633–7,745 млрд лет)

Итак, сегодня на календаре 7 633 000 000 г. н. э. (плюс-минус тысяча лет), Солнце — красный гигант, уже приближающийся к максимальному диаметру, 240 млн км, Меркурия нет, Венера, может быть, еще существует, но бедствует, Земля по-прежнему здесь, но возможно, ее орбита находится гораздо дальше от Солнца, чем когда оно было средних лет, а Плутон сейчас занимает лучшую квартиру (с бассейном во всю планету). Путешественник во времени из XXI в. практически не узнал бы свою округу.

Но с нами еще не покончено, совсем нет. Солнце будет красным гигантом не вечность. И, как обычно, ключ к тому, что происходит, лежит глубоко в сердцевине светила.

Теперь ядро Солнца состоит из чистого гелия и сжимается. Оно вырожденное и продолжает нагреваться. В тонкой оболочке вокруг него водород синтезируется в гелий, добавляя нового пепла в ядро. Помните также: так как ядро вырожденное, при добавлении массы давление в нем не изменяется. Температура, однако, продолжает расти.

В определенный момент, где-то через 600 млн лет с начала трансформации в красный гигант, ядро достигает температуры 38 млн °С. Тут весь ад срывается с цепи. Ну, точнее говоря, весь ад освобождается .

При текущей температуре гелий может синтезироваться в углерод. Так вот, если бы ядро было просто обычным газовым шаром, нагретым до этой температуры, ядра гелия сливались бы, тепло выделялось и газ расширялся, регулируя внутреннее давление в зависимости от дополнительного тепла, — то есть, по сути, то, чем ядро и внешние слои Солнца занимались в течение миллиардов лет, находя баланс между температурой, гравитацией и давлением.

Но ядро не нормальное. Оно вырожденное . Оно не может изменять свое давление. Поэтому оно не может увеличиваться в размерах для компенсации роста температуры. Где-то в глубине ядра температура достигает той критической точки, и начинается синтез углерода из гелия. При этом выделяется энергия, повышающая температуру ядра.

Это плохо. Скорость слияния ядер гелия удивительно чувствительна к температуре. Небольшой рост температуры — и скорость слияния взлетает, еще больше повышая температуру, которая еще больше увеличивает скорость слияния. Буквально через несколько секунд этот замкнутый круг выходит из-под контроля, и гелий в солнечном ядре взрывается, как бомба.

Выделяется столько энергии, что бледнеют любые преувеличения: она колоссальная, эпическая, титаническая. В тот единственный момент, который называется гелиевой вспышкой , ядро Солнца выделяет столько энергии, сколько все остальные звезды в Галактике, вместе взятые . Фактически оно может выделить в 100 млрд раз больше обычно излучаемой Солнцем энергии, и все это за несколько секунд.

Вы могли бы подумать, что от этого звезду разорвет как сверхновую, но этого не происходит. Происходит удивительное: так как все это совершается глубоко в ядре, сама материя поглощает всю выделенную энергию. Такого притока энергии достаточно, чтобы преодолеть вырождение ядра, и внезапно оно снова становится нормальной материей. Да, оно подвергается колоссальному давлению, но его состояние уже не определяется той странной квантовой механикой. Как только состояние вырождения исчезает, неконтролируемый ядерный синтез прерывается, и все возвращается в прекрасное стабильное состояние.

После того как такой мощный взрыв был благополучно поглощен и ядро снова стало старым добрым газом, слияние ядер гелия может продолжиться в более спокойном темпе. Итак, теперь мы имеем ядро из гелия, синтезирующегося в углерод с выделением тепла (также присутствуют некоторые меньшие по объемам реакции синтеза с образованием кислорода и неона). Снаружи по-прежнему находится тонкая оболочка, в которой происходит слияние ядер водорода, а над ней на сотни миллионов километров простираются внешние слои звезды.

Удивительно, но количество энергии, генерируемой в ядре благодаря слиянию ядер гелия, теперь меньше, чем та, что излучалась, когда ядро было вырожденным и сжималось. Это означает, что в те толстые внешние слои переносится меньше тепла, которое раньше поддерживало их в раздутом состоянии. Как только ядро остывает, внешние слои сжимаются. В течение относительно короткого времени (примерно миллион лет) красный гигант приблизился к своему максимально возможному размеру и тут у него выбивают почву из-под ног. Солнце сжимается.