И они не увидят, что скрывает мгла, если Солнце потускнело, а Луна умерла.
— Дж.Р.Р.Толкин
Читатель спрашивает:
В далёком будущем нашей Солнечной системы, по твоим словам, когда Солнце начнёт расширяться, «система Земля/Луна будет вытолкнута наружу, и избежит участи наших соседей с внутренних орбит». Не мог бы ты объяснить, почему?
Начнём с сегодняшнего дня и поговорим о том, что нас ждёт в будущем.
Это наше Солнышко. Огромный плазменный шар 1,4 млн. км. в диаметре. На таком диаметре вы могли бы разместить вплотную друг к дружке 109 планет Земля. С каждой секундой в Солнце 4 × 10^38 протонов превращаются в гелий, то есть более 4 млн. тонн массы превращается в энергию (E = mc^2).
И хотя оно такое большое и горячее в области ядра, у него достаточно топлива для поддержания горения в течение 10-12 млрд. лет. К текущему моменту прошло уже 4,5 млрд. лет. Но даже и за это время с Солнцем будут происходить небольшие изменения.
Новообразованное Солнце было чуть тусклее сегодняшнего, и чуть массивнее. Солнце не сильно отличается от любой другой звезды, видимой на ночном небе, и, изучив миллионы звёзд, мы более-менее представляем себе, как они работают. Мы знаем, что с возрастом звёзды испытывают две важных перемены:
температура ядра повышается, и они начинают сжигать топливо всё быстрее и сиять всё ярче
звёзды постоянно испускают атомные ядра (в основном, протоны)
С течением дней эти перемены не заметны, как и с течением лет, или даже миллионов лет. Но за миллиарды лет можно кое-что заметить.
С момента рождения Солнечной системы Солнце стало ярче на 20%, а через пару миллиардов лет оно станет достаточно горячим для того, чтобы вскипятить океаны Земли, что, скорее всего, приведёт к исчезновению жизни. Но самое интересное начнётся через 5-7 миллиардов лет, когда в ядре Солнца станут заканчиваться протоны.
Солнце всё ещё будет сжигать водород в оболочке вокруг инертного ядра, и эта фаза продлится несколько сотен миллионов лет. В это время Солнце расширится примерно в два раза, станет в 5-10 раз ярче, и начнёт быстрее испускать частицы.
Почему? Вспомните, как работает гравитация – чем дальше вы от центра объекта, тем она слабее. Поэтому, если звезда увеличивается, то частицы с небольшой кинетической энергией (которых большинство) смогут покинуть звезду. Очень медленно Солнце начнёт терять довольно много массы. И это повлияет на орбиты всех тел.
Когда звезда теряет массу, планеты удаляются от неё по спирали из-за уменьшения гравитационного притяжения. Все, от Меркурия до объектов пояса Койпера, будут удаляться от Солнца.
Но только вы решили, что это будет аккуратно продолжаться и далее – наша звезда внезапно надувается до красного гиганта, и начинает синтезировать из гелия углерод.
Этот процесс с большой энергоотдачей, приводящий к кардинальным изменениям в звезде. Она раздувается в сотни раз больше первоначального размера и светится в сотни раз ярче. Солнце раздуется приблизительно до размеров текущей орбиты Земли. В результате оно поглотит Меркурий и Венеру. Но что насчёт Земли?
А это, как ни странно, пока вопрос открытый. Но мы думаем, что уже знаем ответ.
Материя на окраине красного гиганта будет держаться за него слабо, поэтому в течение небольшого времени будет потеряна довольно большая доля массы Солнца. Следовательно, орбиты планет будут продолжать увеличиваться. Из-за быстрой потери массы система Земля/Луна, скорее всего, окажется вне фотосферы гигантской звезды.
Если б в фазах субгиганта и красного гиганта звезда не теряла массу, мы бы точно были поглощены ею. Но судя по всему, потери Солнца обернутся удачей Земли и Луны – мы останемся в целости, даже когда Солнце будет проходить последние фазы своего развития.
Люди, да и вообще жизнь, скорее всего не застанут этого события, но возможно, вас утешит тот факт, что наша планета, единственный из известных миров, где есть жизнь, скорее всего, будет существовать даже после того, как Солнце исчезнет.
