xCmzTIx.jpg

Астрономы часто оперируют с миллионами и даже миллиардами лет, поэтому они нередко говорят о будущем нашего Солнца и о том, что оно, вероятно, приведет к гибели Земли. Разумеется, не стоит все бросить и бежать бронировать местечко в ракете Илона Маска — по самым пессимистичным расчетам, необратимые для Земли изменения начнут происходить не ранее чем через миллиард лет.

Сейчас Солнце находится в «самом расцвете сил» на середине жизненного пути, который для звезд этого типа составляет порядка 10 миллиардов лет. В ядре нашей звезды ежесекундно 600 миллионов тонн водорода превращается в гелий, излучая 385 иоттаватт энергии — в этом числе 26 нулей. Чем больше звезда накапливает гелия, тем больше сгорает водорода, и, соответственно, тем сильнее увеличивается ее яркость и выход энергии. Разумеется, разница даже за всю историю человечества абсолютно незаметна, но за следующий миллиард лет Солнца станет на 10% ярче. Казалось бы — всего 10%, но для Земли это достаточно критично: это приведет к сильному парниковому эффекту, который сейчас существует на Венере.

Через 3.5 миллиарда лет Солнце будет ярче уже на 40%. Температура поверхности Земли станет такой, что на ней не сможет существовать вода в жидком виде. Океаны испарятся, ледники растают, а про снег все давно забудут. Земля превратится в раскаленную пустыню, при виде которой Сахара покажется райским местом.

Спустя 5 миллиардов лет запасы водорода в ядре Солнца иссякнут и начнется синтез углерода из огромных запасов гелия. Этот процесс происходит при более высоких температурах, что вызовет увеличенный поток энергии от ядра и приведет к увеличению радиуса звезды более чем в 100 раз за менее чем 100 миллионов лет — Солнце станет красным гигантом.

В этот момент времени нам придется попрощаться с Меркурием и, возможно, Венерой — даже с учетом того, что радиусы их орбит, скорее всего, увеличатся из-за того, что за все это время Солнце потеряет часть своей массы, а закон сохранения импульса никто не отменял. Земля, вероятнее всего, не будет поглощена Солнцем, но условия на ней будут сопоставимы с современным Меркурием (иными словами — свинец будет плавиться прямо в руках).

slide-39.jpg
Жизненный путь Солнца.

После исчерпания запасов гелия Солнце начнет сжиматься под действием гравитации до тех пор, пока возрастающей от этого температуры не хватит для того, чтобы «загорелся» полученный из гелия углерод, что в итоге приведет к еще большему увеличению температуры. Размер солнечной короны при этом также увеличится, она начнет интенсивно терять газ в виде разлетающихся потоков солнечного ветра. При этом, увы, скорее всего погибнет Земля и, возможно, Марс.

Дальнейшая эволюция Солнца скучна: быстро израсходовав все запасы топлива, оно начнет охлаждаться и сжиматься, оставив за собой планетарную туманность, пока давление вырожденных электронов не уравновесит гравитацию, при этом его размеры уменьшатся в сотни раз от первоначальных, а плотность станет в миллион раз выше плотности воды. Будучи лишенной источников энергии и постепенно остывая, Солнце через многие миллиарды лет станет полностью невидимым черным карликом.

Увы, но отсюда можно сделать только один грустный вывод — Солнце в этой истории сыграет роль Тараса Бульбы: «я тебя породил, я тебя и убью», так что переждать апокалипсис на Земле не получится. Да и идея Маска создать колонию на Марсе, увы, тоже не выгорит.

Но если подумать — остаются еще газовые планеты с их спутниками, а также Плутон — они находятся достаточно далеко от Солнца, чтобы избежать разрушения, при этом сейчас температуры там не самые благоприятные для существования людей (больше сотни градусов ниже нуля), но при расширении Солнца эти миры должны нагреться, и вопрос только — насколько?

Если не вдаваться в сложные физические расчеты, то температура планеты должна увеличиваться примерно так же, как и корень четвертой степени солнечной светимости. Иными словами — если солнце станет в 16 раз ярче, то температура вырастет приблизительно вдвое. Первая часть нагрева наступит, когда в Солнце начнет «гореть» гелий и оно станет красным гигантом. Потом, когда запасы гелия иссякнут, Солнце сожмется и наступит новый «ледниковый период», после чего опять начнется нагрев при сгорании в ядре Солнца углерода.

800px-Europa-moon1.jpg
Европа, Титан и Плутон.

Давайте же посмотрим, как изменится температура таких ледяных и химически богатых миров, как Европа (спутник Юпитера), Титан (спутник Сатурна) и «недопланета» Плутон. Вопрос, на который мы хотим ответить — какое же небесное тело будет последним пригодным для жизни в известной нам части Солнечной системы?

На текущий момент Европа имеет экваториальную температуру поверхности около -163 градусов по Цельсию — не самые лучшие условия для жизни. Однако в моменты расширения Солнца температура может достигать почти 500 градусов, что сравнимо сейчас с температурами на Меркурии. Конечно, будут моменты, длящиеся сотни тысяч и даже миллионы лет, когда температура будет комфортной, постепенно повышаясь, но все еще это будет не самый дружелюбный к людям мир.

Следующий кандидат — Титан, мир с большими запасами замороженной воды и насыщенной углеводородами поверхностью. Сейчас там холодно, -179 градусов, но когда Солнце достигнет максимальной яркости, температура вырастет аж до 400 градусов. Да, это на сотню градусов меньше, чем на Европе, и да, также будут «комфортные» моменты, но давайте все же поищем более благоприятный мир.

И такой мир действительно будет — это... Плутон. Да, сейчас там адские условия — температура не превышает -230 градусов, все вещества — вода, монооксид углерода, азот, метан — находятся в твердом состоянии, а Солнце — лишь яркая точка на небе. Но к моменту максимального расширения Солнца температура может вырасти до идеально подходящих нам 20 градусов по Цельсию.

Конечно, будут проблемы: когда замороженный объект начинает получать тепло, он потеряет достаточно много веществ благодаря сублимации (перехода вещества из твердого состояния в газообразное минуя жидкую фазу). Вода, углекислый газ — все будет улетучиваться в космос, но, тем не менее, даже такой небольшой гравитации, которая в 12 раз меньше земной, хватит, чтобы удержать часть веществ и создать какое-то подобие атмосферы, причем со временем она будет препятствовать сублимации и становиться все толще, хотя до давления в одну земную атмосферу дело, скорее всего, и близко не дойдет.

Так что Плутон действительно может стать нашим последним домом в Солнечной системе, но, увы, на очень небольшой (по космическим меркам, конечно же) срок — возможно, всего на несколько сотен тысяч или миллион лет. После того, как Солнце угаснет навсегда, он снова начнет охлаждаться, исчезнет атмосфера, и Плутон вернется в вечный холод космоса.