Евгений Плисов - Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

К возрасту 8 млрд лет (через 3,5 млрд лет от настоящего времени) яркость Солнца возрастет на 40 %. Вот тут уже начнутся серьезные проблемы для нашей планеты, поскольку большая часть воды испарится: часть улетучится в космос, часть покроет атмосферу раскаленным газом. Скорее всего, это приведет к окончательному уничтожению всех наземных форм жизни. В то же время водородное топливо в солнечном ядре заканчивается, внешняя оболочка расширяется, поскольку силы гравитации ее перестают удерживать, а ядро сжимается и все более нагревается.

Когда Солнце достигнет возраста 10,9 млрд лет (6,4 млрд лет от настоящего времени), начнется самое интересное. Водород кончился, гелий пока не пошел в топку, внутренности звезды начинают уплотняться. Горение водорода продолжится только в тонком внешнем слое ядра. Дальнейшее переключение на другие виды топлива будет приводить к тому, что структура ядра начнет напоминать луковицу. Однако, хоть внутри звезда и уплотняется, внешне она расширяется, и Солнце станет в полтора раза больше, чем сейчас, и в 2,2 раза ярче. В следующие 0,7 млрд лет Солнце еще сильнее расширится, до 2,3 раза от современного радиуса, сохраняя почти постоянную светимость, а вот температура упадет с 5500 до 4900 К. В конце этой фазы, достигнув возраста 11,6 млрд лет (через 7 млрд лет от настоящего времени), Солнце станет субгигантом.

Приблизительно через 7,6–7,8 млрд лет, к возрасту 12,2 млрд лет, ядро Солнца разогреется настолько, что повлечет за собой бурное расширение внешних оболочек светила. В результате Солнце станет красным гигантом. В этой фазе радиус Солнца увеличится в 256 раз по сравнению с современным. Расширение звезды приведет к сильному увеличению ее светимости (в 2700 раз) и охлаждению поверхности (до 2650 К). Для Земли это еще более печальные новости. Расширение Солнца в 250 раз означает, что его внешние оболочки достигнут нашей орбиты и поглотят нас. Однако есть исследования, которые пророчат другой сценарий: из-за резкого расширения оболочек Солнце более чем на четверть потеряет в своей массе, выбросив собственное вещество в виде солнечного ветра. Это, а также уменьшившаяся из-за потери массы солнечная гравитация может отодвинуть орбиту Земли дальше и не дать поглотить нашу планету звездой. Впрочем, ветер такой силы в любом случае сорвет атмосферу планеты, оставив лишь раскаленную поверхность. Существуют еще модели, предсказывающие, что из-за замедления вращения Солнца мы упадем на светило гораздо раньше. Даже не знаю, что лучше.

Данная фаза существования Солнца продлится около десяти миллионов лет. Когда температура в ядре достигнет 100 млн К, произойдет гелиевая вспышка и начнется термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия. Солнце, получившее новый источник энергии, уменьшится в размере до 9,5 современного значения, то есть сожмется в 25 раз относительно своего расширенного состояния. Спустя 100–110 млн лет запасы гелия подойдут к концу, и Солнце опять станет красным гигантом. Этот период существования Солнца будет сопровождаться мощными вспышками, временами его светимость станет превышать современный уровень в 5200 раз, поскольку пара дров в виде гелия все же завалялись в закромах. В таком состоянии Солнце просуществует около 20 млн лет.

Масса Солнца недостаточна для того, чтобы его эволюция завершилась взрывом сверхновой. После того как Солнце пройдет фазу красного гиганта, термические пульсации приведут к тому, что его внешняя оболочка окажется сорванной, и из нее образуется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированный из ядра Солнца белый карлик, очень горячий и плотный объект, по размерам сопоставимый с планетой Земля. Изначально этот белый карлик будет иметь температуру поверхности 120 000 К и светимость 3500 солнечных, но в течение многих миллионов и миллиардов лет станет остывать и угасать. Таким образом закончится жизнь нашей звезды, дав начало новым элементам, новым звездам и новым читателям всяких книжек.

Все это случится через миллиарды лет. Мы сейчас находимся в середине цикла и наслаждаемся зрелым состоянием звезды, но давайте вернемся в прошлое и посмотрим, как все развивалось. Наше Солнце только появилось. Вокруг звезды до сих пор есть облако из газа и пыли, которое вращается на солнечной орбите. Вообще после Большого взрыва первая твердая материя представляла собой пыль — крошечные кристаллики вещества. Скорее всего, первая пыль состояла из кристаллитов углерода — графита или алмаза. Частицы были очень мелкие, но, возможно, достаточно большие, чтобы сверкнуть в космосе бриллиантовым блеском. Затем появились другие соединения, например магния, кальция, кислорода и алюминия, которые радуют нас теперь в рубинах и сапфирах.