Примерный возраст солнца. Дальнейшая судьба Солнца
Предполагается, что возраст Солнца по крайней мере равен возрасту Земли. Значительно ббльшим источником энергии излучения Солнца является ядерная, а не гравитационная энергия.
Геологический возраст Земли приближается к пяти миллиардам лет; таков или несколько больше возраст Солнца, а самым старым звездам Галактики более 10 миллиардов лет. История Вселенной в целом насчитывает 15 - 18 миллиардов лет, и до образования современных планет, звезд и галактик все ее вещество представляло собой, по-видимому, почти однородную среду. Накопленные за многие десятилетия знания о строении и эволюции небесных тел, наблюдательные открытия последнего полувека и особенно открытие расширения Вселенной и существования в ней изотропного реликтового излучения позволяют составить сейчас определенное представление о свойствах космической среды в дозвездную, догалакти-ческую эпоху, о физических процессах, приведших к формированию из однородного вещества наблюдаемых структур Вселенной. Это и составляет содержание современной космогонии.
Томсон выдвинули гипотезу, согласно которой излучение Солнца поддерживается за счет гравитационной энергии, освобождающейся при его сжатии. Оценить возраст Солнца / по такой гипотезе, предполагая, что в начальном состоянии вещество Солнца было равномерно распределено по всему бесконечному пространству, а в конечном состоянии плотность солнечного вещества одинакова по всему объему Солнца.
Эволюционного возраста Солнца мы не знаем с достаточной определенностью, так как нам неизвестно содержание в нем гелия. Считается, что эволюционный возраст Солнца лежит где-то в рассмотренной области.
Величина (1.2.33) хорошо согласуется с данными о возрастах звезд и галактик (12 млрд. лет), полученными на основании совершенно других соображений. Она согласуется также с геологическим возрастом Земли (4 - 5 млрд. лет), который служит нижней границей возраста Солнца.
Топливом, порождающим солнечное тепло, является, таким образом, водород, а продуктом его горения - гелий. Легко можно подсчитать, что, при неизменяющемся выделении энергии, водорода, находящегося в Солнце, хватит приблизительно на 1011 лет. Возраст Солнца следует принять равным приблизительно 5 млрд. лет. Следовательно, в нем израсходовано примерно только около одной двадцатой части первоначального запаса горючего.
Сплошными линиями нанесены данные для пылинок, состоящих из тугоплавких веществ, штриховыми - для пылинок, состоящих из летучих веществ. Для сравнения стрелками указаны возраст Солнца (правая стрелка) и период вращения Галактики ня расстоянии, соответствующем расстоянию Солнца от галактического центра.
Выделяющаяся при этом энергия оказалась слишком велика, и поэтому через некоторое время происходил взрыв в виде Сверхновой, во время которого образовывались ядра самых тяжелых элементов; масса звезды уменьшалась за счет выброса вещества. Весь этот процесс мог повторяться неоднократно до тех пор, пока масса центральной массивной звезды не опустилась ниже критического предела. Такая система должна иметь время жизни порядка 5 млрд лет, что соответствует возрасту Солнца и обеспечивает интервал времени, достаточный для химической, геологической и биологичеекой эволюции, достигших современного уровня.
Страницы: 1
Солнце является единственной звездой в Солнечной системе, вокруг нее совершают свое движение все планеты системы, а также их спутники и другие объекты, вплоть до космической пыли. Если сравнить массу Солнца с массой всей Солнечной системы, то она составит порядка 99,866 процентов.
Солнце является одной из 100 000 000 000 звезд нашей Галактики и по величине стоит среди них на четвертом месте. Ближайшая к Солнцу звезда Проксима Центавра располагается на расстоянии четырех световых лет от Земли. От Солнца до планеты Земля 149,6 млн км, свет от звезды доходит за восемь минут. От центра Млечного пути звезда находится на расстоянии 26 тысяч световых лет, при этом она производит вращение вокруг него со скоростью 1 оборот в 200 миллионов лет.
Презентация: Солнце
По спектральной классификации звезда относится к типу «желтый карлик», по приблизительным расчетам ее возраст составляет чуть более 4,5 миллиардов лет, она находится в середине своего жизненного цикла.
Солнце, состоящее на 92% из водорода и на 7% из гелия, имеет очень сложное строение. В его центре находится ядро с радиусом примерно 150 000-175 000 км, что составляет до 25% от общего радиуса звезды, в его центре температура приближается к 14 000 000 К.
Ядро с большой скоростью производит вращение вокруг оси, причем эта скорость существенно превышает показатели внешних оболочек звезды. Здесь происходит реакция образования гелия из четырех протонов, вследствие чего получается большой объем энергии, проходящий через все слои и излучающийся с фотосферы в виде кинетической энергии и света. Над ядром находится зона лучистого переноса, где температуры находятся в диапазоне 2-7 миллионов К. Затем следует конвективная зона толщиной примерно 200 000 км, где наблюдается уже не переизлучение для переноса энергии, а перемешивание плазмы. На поверхности слоя температура составляет примерно 5800 К.
Атмосфера Солнца состоит из фотосферы, образующей видимую поверхность звезды, хромосферы толщиной порядка 2000 км и короны, последней внешней солнечной оболочки, температура которой находится в диапазоне 1 000 000-20 000 000 К. Из внешней части короны происходит выход ионизированных частиц, называемых солнечным ветром.
Когда Солнце достигнет возраста примерно в 7,5 - 8 миллиардов лет (то есть через 4-5 млрд лет) звезда превратится в «красного гиганта», ее внешние оболочки расширятся и достигнут орбиты Земли, возможно, отодвинув планету на более дальнее расстояние.
Под воздействием высоких температур жизнь в сегодняшнем понимании станет просто невозможна. Заключительный цикл своей жизни Солнце проведет в состоянии «белого карлика».
Солнце - источник жизни на Земле
Солнце самый главный источник тепла и энергии, благодаря которому при содействии других благоприятных факторов на Земле есть жизнь. Наша планета Земля вращается вокруг своей оси, поэтому каждые сутки, находясь на солнечной стороне планеты мы можем наблюдать рассвет и удивительное по красоте явление закат, а ночью, когда часть планеты попадает в теневую сторону, можно наблюдать за звездами на ночном небе.
Солнце оказывает огромное влияние на жизнедеятельность Земли, оно участвует в фотосинтезе, помогает в образовании витамина D в организме человека. Солнечный ветер вызывает геомагнитные бури и именно его проникновение в слои земной атмосферы вызывает такое красивейшее природное явление, как северное сияние, называемое еще полярным. Солнечная активность меняется в сторону уменьшения или усиления примерно раз в 11 лет.
С начала космической эры исследователей интересовало Солнце. Для профессионального наблюдения используются специальные телескопы с двумя зеркалами, разработаны международные программы, но самые точные данные можно получить вне слоев атмосферы Земли, поэтому чаще всего исследования проводятся со спутников, космических кораблей. Первые такие исследования были проведены еще в 1957 году в нескольких спектральных диапазонах.
Сегодня на орбиты выводятся спутники, представляющие собой обсерватории в миниатюре, позволяющие получить очень интересные материалы для изучения звезды. Еще в годы первого освоения космоса человеком были разработаны и запущены несколько космических аппаратов, направленных на изучение Солнца. Первыми из них была серия американских спутников, запуск которых стартовал в 1962 году. В 1976 году запущен западногерманский аппарат Гелиос-2, который впервые в истории приблизился к светилу на минимальное расстояние в 0,29 а.е. При этом были зафиксированы появление ядер легкого гелия при вспышках солнца, а также магнитные ударные волны, охватывающие диапазон 100 Гц-2,2 кГц.
Еще один интересный аппарат - солнечный зонд Ulysses, запущенный в 1990 году. Он выведен на околосолнечную орбиту и движется перпендикулярно полосе эклиптики. Через 8 лет после запуска аппарат завершил первый виток вокруг Солнца. Он зарегистрировал спиральную форму магнитного поля светила, а также постоянное его увеличение.
На 2018 год НАСА планирует запуск аппарата Solar Probe+, который приблизится к Солнцу на максимально приближенное расстояние - 6 млн. км (это в 7 раз меньше дистанции, достигнутой Гелиусом-2) и займет круговую орбиту. Для защиты от высочайшей температуры он оснащен щитом из углеродистого волокна.
Любой человек от мала до велика знает, что Солнце - звезда, которая находиться в центре нашей системы, которая так и называется - Солнечная. Солнце является крупнейшим объектом в планетарной системе, вокруг которого вращаются все остальные объекты. Масса солнца составляет 99,866 % от суммарной массы всей Солнечной системы в целом. Белая точка = Земля (обозначена стрелкой) Во сколько раз масса Солнца больше массы планеты Земля? Давайте посчитаем. Масса…
Все имеет начало и конец, наша Мир, наша Вселенная - не исключение. Как нам известно из специальной теории относительности, время не является чем-то независимым от пространства, а течет с разной скоростью в зависимости от силы притяжения, которая действует на наблюдателя. Таким образом, возникает проблема объективной оценки возраста Вселенной. Проблема была решена, путем договоренности, что за возраст мира принимается максимальное время, которые успели бы отмерить часы,…
Солнце – единственная звезда нашей солнечной системы. Вокруг него вращаются все планеты, включая землю, а также тысячи метеоритов, сотни комет и других мелких небесных тел. Наша звезда поистине огромна, она больше любой из планет, в том числе и Юпитера в сотни раз. Ну и конечно она самый тяжелый космический объект в нашей системе. Мало того, что Солнце огромно, так еще и состоит из множества тяжелых…
Очень любопытный вопрос, который тревожит любой мало-мальски любознательный ум. Учитывая, что человечество на Земле существует около 162 тысяч лет, было подсчитано, что всего, за время существования нашей цивилизации, на нашей планете жило примерно 107 миллиардов человек. Кстати, население Земли успело удвоиться, начиная с 1960 года. К 2100 году ученые прогнозируют цифру в 15 миллиардов людей, одновременно проживающих на нашей планете. Подобная катастрофическая статистика грозит нам при условии,…
Человечество не мыслит себе жизни без самого яркого видимого нам светила. Да что там «не мыслит жизни», без солнечного света наша планета вне всяких сомнений была бы просто необитаемой. Ведь и по настоящее время наша звезда является главным источником энергии на Земле.
Более-менее точно установить, сколько лет Солнцу удалось относительно недавно, с появлением сверхмощных вычислительных машин. Достоверно возраст светила не может указать никто, но если исходить из данных компьютерного моделирования, то самой звезде приблизительно четыре с половиной миллиарда лет. Астрофизики полагают, что для космического тела это совсем не преклонный возраст. Считается, что звёзды, подобные нашему Солнцу по типу и массе, имеют жизненный цикл в десять миллиардов лет, а если так – то центр нашей планетарной системы находится на пике своего развития, почти ровно посередине.
Дальнейшая судьба Солнца
Нам, конечно, нет смысла заглядывать так далеко, но, тем не менее, интересно, что же произойдёт, когда жизненный цикл Солнца подойдёт к концу. Дотошные астрономы и астрофизики имеют определённые соображения на этот счёт.
В наше время в ядре звезды активно идёт превращение водорода в гелий путём термоядерных реакций. Ежесекундно примерно 4 миллиона тонн разных веществ в процессе этих физико-химических катаклизмов превращается в лучистую энергию, которая, собственно, и «питает» все близлежащие планеты, в том числе и нашу Землю.
Процессы термоядерных реакций происходят таким образом, что при уменьшении количества водорода температура Солнца всё время повышается и светит оно всё ярче и ярче. Для нас это, конечно, незаметно, но учёные утверждают, что через примерно миллиард лет звезда по имени Солнце будет гореть ярче более чем на 10Соответственно, температура на Земле тоже будет повышаться. Некоторые учёные утверждают, что уже через миллиард лет земная жизнь полностью прекратится, за исключением, разве что в океанических глубинах и под полярными льдами. Окончательно все формы жизни на Земле исчезнут примерно через 8 миллиардов лет – Солнце станет ярче на 40С поверхности нашей планеты полностью испарится вода и существование живой материи станет невозможным. Земля превратится в подобие нынешней Венеры, а ещё через пару миллиардов лет будет полностью поглощена Солнцем, которое «раздуется» в 256 раз.
Вот такие вот грустные новости. Остаётся уповать только на то, что за миллиард лет уровень нашей цивилизации достигнет таких высот, что человечество сможет справиться и с этой напастью.
Вначале была тьма… Вернее, было облако из пыли и газа в космическом пространстве, вдали от центра нашей Галактики, на окраине одного из ее спиральных рукавов. Туманность эта имела крутящий момент, то есть вращалась, а не висела неподвижно. Кроме того, она имела очень большую массу. В результате в центре ее вещество стало накапливаться, все уплотняясь и разогреваясь. И произошло это примерно 4.6 миллиардов лет назад.
На этом процесс эволюции газопылевого облака, конечно, не закончился. Ее более массивная центральная часть стала воздействовать своей гравитацией на остальные области туманности. В результате вращения это облако приобрело более плоскую форму – образовался протопланетный диск, диаметром в 200 астрономических единиц. Напомню, что одна астрономическая единица – это расстояние от Земли до Солнца, то есть 150 миллионов километров.
В центре протопланетного диска плотность вещества стала так велика, что образовалась протозвезда – очень плотный и горячий, но небольшой объект. Эта протозвезда продолжала собирать на себя все окружающее ее вещество, постоянно увеличивая свою массу и плотность. Это продолжалось примерно 50 миллионов лет. Наконец, плотность водорода в ее центре позволила запуститься термоядерной реакции. Так зажглось Солнце.
Из остатков газопылевого облака постепенно образовались планеты и прочие объекты Солнечной системы. Конечно, все тогда выглядело совсем не так, как сейчас. Например, только внутри орбиты Земли было около 50-100 объектов, по размерам сравнимым с планетой земного типа. Они имели самые различные орбиты и постепенно, сталкиваясь между собой, породили море обломков. По некоторым гипотезам, там родилась Луна – в результате столкновения двух таких протопланет.
Орбиты планет были далеко не круговыми, как сейчас. Они были вытянутыми – эллиптическими. В процессе эволюции, под действием гравитации соседей и торможения в газовом облаке орбиты планет несколько сгладились.
По данным исследований, вся Солнечная система образовалась примерно в одно время. Так, самые старые из найденных на Земле образцы – это кристаллы циркона. Их возраст определен в 4.4 миллиарда лет. В то же время, анализ метеоритов показал, что их элементы имеют возраст в 4.5 миллиардов лет, то есть примерно такой же. Это говорит о том, что образование всех объектов Солнечной системы произошло в одно и то же время. А жизнь на Земле зародилась всего 570 миллионов лет назад…
Прошлое изучать интересно, но не менее интересно узнать будущее нашего Солнца и планеты. Про Солнце все более – менее ясно – эволюция звезд изучена довольно хорошо, а вот судьба планет не столь ясна. Но, по порядку…
Солнце – звезда, которая относится к типу желтых карликов. Со временем оно будет становиться все горячее и через 1 миллиард лет жить на Земле станет невозможно. Далее начнется процесс горения водорода во внешних слоях Солнца, так как ниже он закончится. Солнце очень сильно увеличится в размерах и превратится в красного гиганта. Красный цвет – потому что поверхность звезды будет значительно холоднее нынешнего – всего 2600 градусов. Красный гигант будет в центре Солнечной системы примерно через 5 миллиардов лет. Венера окажется внутри раздавшегося вширь Солнца. Но земляне к тому времени должны будут перебраться в другую звездную систему – через те же 5 миллиардов лет должно произойти и столкновение нашей Галактики и Туманности Андромеды – еще большей галактики…
Затем красный гигант сбросит половину своей массы, породив хаос среди планет и образовав планетарную газовую туманность. А само Солнце станет белым карликом – сверхплотной очень яркой звездой, которая будет становиться все тусклее и тусклее, пока совсем не потухнет и не станет черным карликом…
А что с планетами? Их судьбу на такой промежуток времени трудно предсказать. Солнечная система устойчива в том плане, что планеты никуда не денутся, но вот их судьба… Орбиты планет сейчас невозможно рассчитать на период больший нескольких миллионов или миллиардов лет. Так, например, существует вероятность, что орбита Меркурия станет более вытянутой и в конце концов Венера выбросит его из Солнечной системы. А еще он может столкнуться с Венерой или изменить под ее влиянием свою орбиту так, что достанет и до Земли. Такая же ситуация с Марсом – его эллиптическая орбита со временем может пройти в опасной близости от Земли, а результаты могут быть самые разные – от взаимного изменения орбит до столкновения. И так может случиться с любой планетой – слишком разнообразно взаимное их влияние.
