Будущее Солнца

Будущее Солнца

Планета приличного размера, явно достаточно большая, чтобы иметь нормальную атмосферу, но сейчас атмосферы нет. Учитывая расстояние до материнской звезды, когда-то, в далеком прошлом, на ней также вполне могла быть вода. На поверхности видны очертания континентов, однако они видны нечетко. Те глубокие, широкие котловины когда-то были дном океанов?
 
Сейчас сложно сказать. Возможно, раньше планета была зеленой или даже голубой, но сейчас это лишь коричневые, серые и черные пятна. Если когда-то здесь и существовала вода в жидком состоянии (или хотя бы водяные пары), то она давно исчезла, испарившись миллиарды лет назад. Для жидкой воды нужна атмосфера.
 
Из-за горизонта планеты начинает выглядывать краешек ее звезды. Распухшая, не имеющая четких очертаний, туманная и зловеще красная, звезда грузно восходит. Она такая большая, что кажется практически плоской. Но через несколько минут, плавный изгиб диска делается более явным, и становится понятно, насколько она огромна. Через час она все еще не полностью взошла, над горизонтом видно меньше половины. Она нависает угрожающе, напоминая пылающий взгляд прищуренного кровавого глаза.
 
Когда диск отрывается от горизонта, причина полной неподвижности на бесплодной планете становится очевидной. Звезда висит над поверхностью, занимая третью часть неба, это как столовая тарелка, если держать ее на расстоянии вытянутой руки. Пылающий глаз звезды уставился на поверхность планеты, начинающую разогреваться с наступлением дня. К полудню температура достигает точки плавления скальных пород, поверхность мертвой планеты начинает светиться мягким красным светом и вновь становится жидкой. Горы продолжают оплывать, а континентальные шельфы медленно текут, сливаясь с пересохшими котловинами океанов.
 
Наконец, после долгих часов тяжелого жара, звезда заходит, но красное зарево не гаснет на небе еще несколько часов. Скалы начинают потихоньку остывать, и к полуночи снова отвердевают. Когда небо темнеет, у поверхности земли становятся заметными струйки паров расплавленных скальных пород, подсвеченные еще не застывшей лавой, поблескивающей в трещинах неровной поверхности.
 
Через несколько часов цикл начнется заново. С каждым днем звезда становится чуть больше, чуть ярче, изливает чуть больше тепла на страдающую планету. Еще через несколько тысячелетий, в течение дня скалы на поверхности будут нагреваться так сильно, что во время постоянно укорачивающихся ночных передышек не будут успевать затвердеть. Вся планета расплавится, убивая всякую надежду узнать о ее далекой истории.
 
Жалко. Прошлое планеты, несомненно, было богатым, у нее была наполненная и живая роль третьей планеты от Солнца. Но Солнце уже давно встало на свой долгий смертный путь, а прошлое планеты Земля будет утрачено навеки.
 
Восход, закат
 
Вы смотрите на Солнце, и оно кажется постоянным, стабильным, не изменяющимся. Но это иллюзия. Глубоко в его сердце миллиарды лет идет и еще миллиарды лет будет идти эпическая битва: борьба между силами тяготения и давлением. Эта война ведется оружием сжатия и расширения, больше всего жизнь Солнца определяется балансом между этими двумя древними врагами.
 
В настоящий момент они примерно уравновешивают друг друга. Силы тяготения Солнца способны удерживать его вещество, противодействуя внутреннему давлению, которое пытается взорвать его, как бомбу. Это шаткое равновесие существует миллиарды лет и будет сохраняться еще долго. Но не вечно.
 
Есть старая фраза, очень старая: «И это пройдет». С помощью Солнца мы отмеряем свои дни и годы. Эти временные промежутки естественны для нас. Но в гораздо более длительных масштабах времени само Солнце окажется часами, замедляющими свой ход.
 
Постоянство Солнца — это иллюзия. Как и любая другая звезда, Солнце родилось и проживет свою собственную жизнь. А в один прекрасный день оно умрет. 
 
Пролетают дни тысячелетия мириады лет
 
О неизбежной смерти Солнца думать не очень-то приятно. Но в конце концов это произойдет. Столкновение с астероидом, близкая вспышка сверхновой, всплеск гамма-излучения — все это может случиться. А может быть, и нет. Но смерть Солнца — это неотвратимая неизбежность, и с каждой секундой каждого дня мы чуточку приближаемся к ней. Так или иначе, конец Солнца означает конец Земли, такой, какой мы ее знаем. Возможно, что он может буквально означать конец Земли. Не исключено, что сама планета не переживет кончины материнской звезды. Она точно не останется живой и невредимой.
 
Солнце не может превратиться в сверхновую. Несмотря на то что у него достаточно массы, чтобы синтезировать в ядре гелий из водорода, как это происходит сейчас, и продолжить синтезировать углерод и кислород из гелия, у него просто нет того, что требуется для продолжения последовательности синтеза. В его ядре никогда не будет создано железо, поэтому коллапса ядра, создающего энергию для взрыва сверхновой, не будет.
 
Так что Солнце умрет не с громом, а со всхлипами. Но всхлипы в масштабах звезды все равно колоссальное событие в человеческих масштабах.
Возможно, вы слышали, что в один прекрасный день Солнце превратится в красного гиганта и поглотит внутренние планеты... но это все равно что сказать, что «Звездные войны — это фильм про мальчишку, который обнаружил, что он круче, чем думал, и в конце концов спасает всех». Интересное кроется в подробностях!
 
Этапы эволюции Солнца определяются законами физики, а эти законы нерушимы. Они действуют в течение гораздо более длительных промежутков времени, чем те, которые мы уже обсудили, миллиарды лет. Время продолжает идти, хотим мы этого или нет, и мы увидим эти этапы в жизни Солнца... и мы увидим его неизбежную смерть.
 
Солнце — нормальная звезда
 
Возраст Солнца: 4,6 млрд лет (сейчас + 0 лет)
 
Прямо сейчас мы можем считать, что Солнце приблизительно средних лет: его возраст где-то 4,6 млрд лет, и оно проживет как нормальная звезда еще 5 или 6 млрд лет. Сейчас оно стабильно синтезирует гелий из водорода в своем ядре. Этот гелий постепенно опускается в центр Солнца. Условия там такие, что ад покажется Антарктикой: температура более 15 млн °С, а давление примерно в 250 млрд раз выше атмосферного давления на поверхности Земли.
 
Но даже в таких экстремальных условиях углерод и кислород из гелия синтезироваться не будут. Инертный гелий накапливается в самом центре ядра. Может показаться странным, но вещество в ядре по-прежнему ведет себя как газ и подчиняется тем же законам физики, что и обычный газ. По мере накопления гелия плотность ядра возрастает, а это означает, что также увеличивается температура — сжатый газ нагревается. Это тепло должно куда-то деваться, поэтому оно излучается в верхние слои и дальше наружу из Солнца в виде света.
 
Этот процесс идет постоянно с того момента, как 4,6 млрд лет назад в ядре Солнца впервые запустился ядерный синтез. Это означает, что все это время, очень медленно, ядро Солнца нагревается по мере того, как в нем накапливается и спрессовывается гелий. Эта энергия поднимается из недр Солнца и излучается с его поверхности, поэтому при разогревании ядра светимость Солнца увеличивается. Сейчас оно примерно на 40% ярче, чем было в момент запуска реакций ядерного синтеза все те миллиарды лет назад... и будет становиться все ярче и ярче по мере того, как все больше и больше гелия будет сбрасываться в его сердцевину.
 
Солнце становится ярче

Возраст Солнца: 5,7–8,1 млрд лет (сегодня + 1,1–3,5 млрд лет)
 
Увеличивающая яркость Солнца приводит к проблемам. На Земле сегодня такая температура, какая есть, именно потому, что планета отсекает небольшое количество излучаемой Солнцем энергии. Но дополнительная энергия от Солнца означает дополнительное тепло, которое будет нагревать Землю. Отслеживая процесс глобального потепления, ученые тщательно изучают последствия роста температуры на окружающую среду Земли. Если бы общая температура Земли увеличилась всего на 5 °С, полярные шапки растаяли бы, вызвав чудовищную экологическую катастрофу.
 
Нюансы зависимости температуры на Земле от излучаемой Солнцем энергии сложны, но общий эффект заключается в том, что, когда Солнце становится ярче, Земля нагревается. В целом, такой рост яркости происходит достаточно медленно, и жизнь на Земле может адаптироваться к изменениям. Но, когда Солнце станет на 10% ярче, чем сегодня, температура на Земле увеличится больше, чем на те критические 5 °С. Последствия для окружающей среды будут очень серьезными. Когда ледяные шапки растают, прибрежные регионы на всех континентах затопит. Экваториальные области станут слишком жаркими, и жить там будет сложно, впрочем, такие места, как Гренландия и даже Антарктика, станут теплее.
 
Но потепление на полюсах, вероятно, не компенсирует потерю среды обитания на низких широтах, потому что воздух на Земле станет слишком сухим. Когда молекулы воздуха нагреваются, они начинают двигаться быстрее. Более легкие молекулы проворнее, чем более тяжелые, и в нагревающемся воздухе они двигаются настолько быстро, что смогут совсем улететь с Земли! Именно поэтому в атмосфере Земли практически нет водорода и гелия: они такие легкие, что улетели в космос миллиарды лет назад. Более тяжелые молекулы, такие как вода, N2 и O2, обычно остаются.
 
Но по мере нагрева воздуха более ярким Солнцем, даже тяжелые молекулы смогут улететь в космос. Со временем атмосфера станет слишком теплой и не сможет задерживать даже водяные пары. Они унесутся в космос, воздух высохнет, и континенты на планете превратятся в опаленные пустыни. Это будет иметь очевидные последствия для земной жизни.
 
Если допустить, что светимость Солнца будет стабильно расти, такое произойдет примерно через 1,1 млрд лет.
 
Это очень долго, и странным образом немного успокаивает! Это не избавляет нас от неприятностей, связанных с любыми другими существующими сейчас экологическими факторами, вносящими вклад в изменение температуры Земли, но об отдаленной перспективе можно пока не волноваться.
Однако то время неизбежно наступит. А после этого дела пойдут еще хуже.
 
Солнце продолжит разгораться. Спустя еще 2,4 млрд лет (3,5 млрд лет от настоящего времени) яркость Солнца увеличится на 40% по сравнению с сегодняшней. Температура Земли поднимется настолько, что океаны полностью испарятся. Атмосфера Земли будет по-прежнему слишком горячей и не удержит водяные пары, поэтому они улетят в космос. Вся поверхность Земли станет сухой, как кость. Осадок на дне океанов обнажится, и Солнце начнет его нагревать. По мере высыхания океанского дна осадок будет выделять накопившуюся в нем двуокись углерода. Двуокись углерода в атмосфере — это парниковый газ; он впускает тепло от Солнца, но не выпускает его наружу. Земля нагреется еще сильнее, и от выделенных объемов CO2 атмосфера станет густой и туманной. Вполне вероятно, что через несколько миллиардов лет Земля будет очень похожа на сегодняшнюю Венеру: ужасно жаркая и окутанная плотной атмосферой, состоящей практически полностью из двуокиси углерода.
 
Однако за миллионы и миллиарды лет даже настолько густой воздух улетит в космос. К тому времени как Солнце откроет новую главу жизни в своей эволюции, переключившись на повышенную передачу, на Земле останутся голые скалы и никаких следов атмосферы. Она будет совершенно безжизненной.
 
Для тех, кто не может оставить надежды, — есть одна форма жизни, которая, возможно, переживет этот этап отдаленного будущего Земли. В глубине золотой шахты в Южной Африке ученые обнаружили колонию микробов, живущих за счет имеющихся там химических соединений. Эти химические соединения создаются благодаря естественной радиоактивности скальных пород, поэтому этим бактериям не нужен солнечный свет для жизни, что, в свою очередь, означает, что они могут жить очень глубоко под землей. Поэтому, в то время как вся жизнь на поверхности Земли вымрет за следующие 3,5 млрд лет, сама жизнь продолжится где-нибудь в глубинах Земли. Это слабое утешение, возможно... но нужно заметить: и это пройдет. Еще через 2 млрд лет Солнце начнет причинять Земле настоящие неприятности.
 
Солнце — субгигант

Возраст Солнца: 10,9–11,6 млрд лет (сегодня + 6,3–7,0 млрд лет)
 
Итак, в этом далеком будущем Земля мертва, бесплодна, поджарена Солнцем, которое становится все ярче. Однако если история Земли в этот момент более или менее закончена, то биография Солнца только раскочегаривается.
 
Потому что оно обязательно станет еще горячей. В конце концов, спустя примерно 11 млрд лет после рождения Солнца и 6,3 млрд лет от сегодняшнего дня, в его ядре больше не останется водорода для слияния. Ядро будет полностью состоять из гелия, но все равно останется недостаточно горячим, чтобы гелий синтезировался в углерод и кислород. На ядре из гелия покоится примерно половина массы Солнца, она давит на него, сжимая, но ядро не коллапсирует исключительно благодаря собственному внутреннему давлению. Масса Солнца продолжит давить, и гелиевое ядро будет сжиматься все больше. Как и прежде, на давление оно реагирует, нагреваясь. Все сильнее и сильнее. Хотя водорода в ядре не осталось, в окружающих ядро слоях его полно — просто до настоящего времени давление и температура снаружи ядра были недостаточно высокими, и слияния атомов водорода там не происходило.
 
Но в определенный момент температура сжимающегося ядра вырастает настолько, что начнется слияние ядер водорода в окружающей ядро оболочке. Этот процесс внесет свой вклад в генерируемое внутри Солнца тепло, поэтому внешние слои в ответ начнут расширяться. Когда такое случится, через 6,3 млрд лет от сегодняшнего дня, диаметр Солнца увеличится примерно на 50%, а его яркость — более чем в два раза. Астрономы называют такие звезды субгигантами. Они больше и светят ярче, чем прежде, но процесс еще не завершен.
 
Солнце останется субгигантом в течение приблизительно 700 млн лет. За этот период его яркость останется примерно постоянной, но размер увеличится с 1,5 от сегодняшнего размера до диаметра ориентировочно в 2,3 раза больше, чем сейчас.
 
Цвет Солнца также изменится. Излучаемая энергия увеличилась, но площадь, с которой она излучается, стала гораздо больше. Каждый квадратный сантиметр Солнца теперь излучает меньше энергии, чем раньше, просто квадратных сантиметров стало больше. Поверхность Солнца немного остывает, на несколько сотен градусов, и цвет становится более оранжевым, чем сегодня.
 
В это время суммарное воздействие на Землю незначительное. Небольшое снижение температуры Солнца вряд ли как-то сказывается на Земле, уже зажаренной за миллиарды лет увеличившейся излучаемой энергией. Жизни (за исключением, может быть, тех подземных микроорганизмов) уже давно нет. Тем не менее время продолжает идти.
 
Солнце — красный гигант

красный гигант

Возраст Солнца: 11,6–12,233 млрд лет (сегодня + 7,0–7,633 млрд лет)
 
Пока Солнце находится в стадии субгиганта, его ядро продолжает сжиматься и нагреваться. Тем временем новый гелий, образующийся при слиянии ядер водорода в тонкой оболочке, окружающей ядро, добавляется к тому, что уже имеется в ядре. Спустя примерно 700 млн лет существования в виде субгиганта, когда Солнцу будет около 11,6 млрд лет, масса гелия в ядре достигнет критической: начинается процесс вырождения. Это экзотическое состояние подчиняется законам квантовой механики и наблюдается, когда материя сжата до невероятно плотного состояния. Вырожденная масса уже ведет себя не как обычный газ. Прежде всего, если к ней что-то добавить, в ответ она сжимается — противоположное тому, что вы бы ожидали. Кроме того, добавленная масса не увеличивает давление внутри вырожденного газа (этот момент будет очень важен позднее), как можно было бы предположить. Вместо этого просто увеличивается температура.
 
Ядро продолжит сжиматься по мере того, как в него сваливается все больше вещества, образующегося при слиянии ядер водорода. Температура продолжает расти, но не давление. Как и прежде, это дополнительное тепло сбрасывается во внешние слои, но теперь разница заключается в том, что ядро вырожденное и нагревается очень сильно и относительно быстро.
 
Когда ядро становится вырожденным, Солнце будет примерно в 2,3 раза шире, чем сейчас. Но по мере нагрева вырожденного ядра внешние слои снова отреагируют на это добавленное тепло расширением. Когда это произойдет, Солнце раздуется до невероятных размеров, в 100–150 раз больше, чем сейчас — до 160 млн км в диаметре. Температура упадет в два раза, а его светимость — энергия, которую оно излучает в секунду, — жутко увеличится, в 2400 раз по сравнению с нынешней. В течение следующих 600 млн лет Солнце будет пылать как ярко-красный, огненный маяк. Это — красный гигант.
 
Вид с Земли будет шикарный. Прямо сейчас вы можете легко заслонить Солнце большим пальцем вытянутой руки. Когда Солнце дойдет в своей эволюции до стадии красного гиганта, оно будет занимать третью часть неба. Сложно представить, какие это размеры. Так что берите большую линейку. Возьмите один конец в левую руку, а правую поместите на отметку 60 см. Теперь вытяните руки вперед. Когда Солнце будет максимальных размеров в стадии красного гиганта, оно как раз поместится между вашими руками. От года к году его рост будет не сильно заметен, но со временем оно увеличится до таких колоссальных размеров, что будет казаться, что оно нависает над вами в небе. Разумеется, к тому моменту вы уже давно будете зажарены.
 
По мере того как Солнце раздувается, превращаясь в красный гигант, происходит несколько интересных вещей. Прежде всего его вращение замедлится практически до полной остановки. Когда оно расширяется, скорость вращения замедляется, точно так же, как фигуристка может замедлить вращение, разведя руки в стороны. Скорость вращения уменьшается более или менее пропорционально увеличению размера, поэтому, если Солнце расширилось в 100 раз, его вращение замедлится в 100 раз. Сейчас оно совершает один оборот примерно за месяц, а когда станет красным гигантом, то на один оборот будет уходить 3000 дней: больше восьми лет.
 
Кроме того, увеличится светимость Солнца, как мы уже обсуждали, но еще одно критическое изменение, происходящее при увеличении размера, — это уменьшение его сил тяготения. Притяжение, ощущаемое на поверхности объекта, зависит от его массы и радиуса. Когда Солнце превратится в красный гигант, его масса останется прежней, но радиус увеличится в 100 раз. Это означает, что притяжение на поверхности уменьшится в 10 000 раз. В настоящее время притяжение на поверхности Солнца примерно в 28 раз больше земного (поэтому я, например, весил бы там больше двух тонн).
 
Но, когда Солнце раздуется до красного гиганта, притяжение на поверхности упадет до менее 1% от притяжения на Земле. Любая частица на поверхности распухшего Солнца будет очень слабо удерживаться его силами тяготения.
 
В то же время светимость Солнца увеличивается в 2400 раз. Каждый квадратный сантиметр Солнца будет излучать в 2400 раз сильнее, чем до того, как оно раздулось. Этот свет обладает импульсом, который он может сообщать частице на поверхности, подбрасывая ее вверх. Для произвольного атома водорода на поверхности Солнца в стадии красного гиганта это как если бы кто-то отключил притяжение и одновременно включил огромный вентилятор снизу: частицы будут буквально сорваны с поверхности и унесены прочь.
 
Этот поток частиц, что называется звездным ветром, подобен солнечному ветру, только он гораздо плотнее. По сути, каждый год Солнце — красный гигант будет сбрасывать что-то типа одной десятимиллионной доли своей массы — это гораздо, гораздо больше, чем сейчас уносится солнечным ветром.
 
Эта потеря массы настолько велика, что, пока Солнце раздувается до красного гиганта, оно потеряет значительную долю своей массы. Так как притяжение Солнца зависит от его массы, оно также уменьшится. Планеты, ощущая меньшее притяжение, будут смещаться к периферии Солнечной системы: при ослаблении хватки Солнца диаметр их орбит увеличится.
 
Это гонка! Сможет ли Солнце раздуться достаточно быстро и поглотить внутренние планеты, или они вовремя мигрируют от него и не попадут в огненную пасть?
 
Для Меркурия итог очевиден: погибель. Сейчас он находится на расстоянии 58 млн км от Солнца, он слишком отстает от других планет даже на момент сигнала к началу гонки. Через несколько миллионов лет Солнце его догонит и расширится прямо за орбиту планеты. Меркурий в буквальном смысле окажется внутри Солнца.
 
Что с ним произойдет? Интересно, что наружная оболочка красного гиганта — это практически вакуум. Масса Солнца по-прежнему примерно такая же, но объем увеличился необычайно: когда Солнце станет красным гигантом, оно будет занимать в миллион раз больше объема, чем сейчас, поэтому его средняя плотность упадет во столько же раз. Плотность внешних слоев будет даже еще меньше, потому что бо́льшая часть массы звезды находится в ее ядре. В конечном итоге плотность будет меньше одной тысячной от плотности атмосферы Земли — практически лабораторный вакуум.
 
Но, несмотря на такую разреженность, материя там все-таки присутствует. Меркурий обращается вокруг Солнца за 88 дней, поэтому для него это будет все равно что двигаться через неподвижное вещество. Когда он будет прокладывать сквозь него путь, то нечто подобное сопротивлению воздуха будет замедлять его движение по орбите точно так же, как парашют замедляет падение парашютиста. Всего через несколько лет Меркурий замедлится настолько, что начнет опускаться по спирали в центр Солнца, где увеличивающаяся плотность материи ускорит постепенное снижение орбиты крошечной планеты. Если Меркурий не испарится раньше, он упадет в центр Солнца, где практически наверняка встретит свою погибель. Пш-ш-ш!
 
Разумеется, если сопротивление солнечной материи замедляет Меркурий, верно и обратное: Меркурий будет разгонять частицы во внешних слоях Солнца. Медленно опускаясь по спирали внутрь Солнца, он будет ускорять его вращение. Не намного, всего на 1% или 2%. Когда его погружение в сердце звезды завершится, единственным свидетельством того, что когда-то в Солнечной системе была планета под названием Меркурий, будет лишь небольшое увеличение скорости вращения Солнца.
 
А что с Венерой? Дело в том, что наши знания о том, как Солнце будет раздуваться до красного гиганта, по-прежнему не очень определенные, поэтому мы не можем сказать, будет ли Венера поглощена или нет. Согласно некоторым моделям, она избежит такой участи, но другие модели показывают, что с ней произойдет то же самое, что и с ее младшим братом. Даже если ей удастся остаться снаружи жадно расширяющейся поверхности Солнца, она обречена. Находящееся на расстоянии всего несколько миллионов километров, Солнце заполнит небо Венеры. Поверхность Венеры уже сейчас горячая — 460 °С, из-за неконтролируемого парникового эффекта, — но когда Солнце начнет так безжалостно нависать над планетой, температура подскочит почти до солнечной. Кора Венеры расплавится, а ее атмосферу унесет.
 
Земля, возможно, будет в немного лучшей ситуации. Некоторые исследования показывают, что диаметр ее орбиты будет увеличиваться быстрее, чем размеры Солнца, а другие прогнозируют, что она будет поглощена постоянно растущей звездой. Астрономы по-прежнему спорят о деталях, которые важны в этой игре «поймай меня, если сможешь». В зависимости от того, как Солнце будет расширяться и сколько массы оно потеряет, Земля сместится и будет находиться примерно в 1,4 раз дальше от Солнца, чем сейчас. Сейчас расстояние от Земли до Солнца равно 149,6 млн км, поэтому к тому моменту, когда Солнце прекратит расширяться, это расстояние увеличится до 209 млн км.
 
Даже если мы избежим участи быть поглощенными, погодите вздыхать с облегчением: помните о том, как огромно Солнце — красный гигант. Оно будет занимать большую долю земного неба, излучая с температурой свыше 2800 °С. В тот момент температура поверхности Земли будет примерно 1400 °С — достаточно, чтобы расплавить любой металл и скальную породу на поверхности планеты. Земля была уже совершенно мертва до того, как Солнце раздулось, ее океаны закипели и испарились, а атмосферу сорвало. Но, когда Солнце будет красным гигантом, кора Земли еще и расплавится, и это, в принципе, будет конец. Несмотря на то что в буквальном смысле это не конец света, это конец того света, который мы знаем.
 
Но мы можем порассуждать и о других телах Солнечной системы. Хотя Земля будет полностью спечена, она — не единственная подходящая для жизни планета в Солнечной системе. Марс также отодвинется от Солнца, но, к несчастью, и там будет слишком жарко для жизни. Даже спутники Юпитера нагреются очень сильно, и мы не сможем на них обитать (средняя температура будет свыше 260 °С, жарче, чем в духовке, когда вы печете печенье). Спутник Юпитера Европа — это ледяное небесное тело, под поверхностью которого может быть вода. Когда Солнце станет красным гигантом, Европа может полностью испариться.
 
Возможно, ни одно место в Солнечной системе не будет достаточно прохладным для существования жизни, какой мы ее знаем. Даже на далеких спутниках Урана и Нептуна будет слишком жарко. Такие температуры, какие мы имеем сегодня на Земле, были бы только на расстоянии примерно 7 млрд км. Из всех мест в Солнечной системе, через 6 млрд лет только ледяные (сейчас) небесные тела, медленно обращающиеся вокруг Солнца далеко за орбитой Плутона, могут быть достаточно прохладными для нас. Они полностью растают, превратятся, по сути, в гигантские капли воды диаметром в пару сотен километров или около того, а распухшее красное Солнце будет смотреть на них пылающим взглядом. Известно, что в настоящее время на этих объектах имеется много органических соединений. Когда ледяные тела нагреются, с соединениями могут произойти самые разные любопытные вещи. Небесные тела будут находиться в жидком состоянии сотни миллионов лет, пока Солнце будет оставаться красным гигантом, поэтому напрашивается вопрос: Какая жизнь могла бы развиться при таких обстоятельствах?
 
Отступление: Давид и Голиаф
 
На этом этапе жизни Солнечной системы дела у команды хозяев идут не очень хорошо. Солнце — распухший, надутый пузырь. Оно поглотило одну планету, зажарило три других, испарило свиту спутников и в целом создало неприятную атмосферу почти для всех.
Но что же вы будете делать?
 
Это отличный вопрос. Пока что история развивалась таким образом, потому что мы так решили. То есть, если мы будем сидеть и смотреть, именно так все и произойдет. Но все может случиться и по-другому.
 
Например, Солнце превратится из субгиганта в гигант за несколько миллиардов лет. В это время температура на Земле будет невыносимой. А когда Солнце станет гигантом, даже Марс будет выглядеть непривлекательно. Но миллиард лет — это очень, очень долгое время, и на это время Марс может оказаться подходящим местом.
 
Он меньше Земли, и у него очень мало атмосферы. С его размером мы ничего не можем поделать, но можем привезти туда воздух... сбрасывая на него бомбы. Бомбы в виде комет.
 
Кометы — это большие комки из камней и льда, а некоторые, обитающие на окраинах Солнечной системы, довольно большие, сотни километров в поперечнике. В тех дальних краях они двигаются так медленно, что не потребуется больших усилий, чтобы столкнуть несколько комет во внутреннюю Солнечную систему. А сделать это можно было бы, закрепив на комете небольшую ракету. Если сталкивать с Марсом небольшие фрагменты по одному, можно легко получить достаточно воды, чтобы заполнить пруды, озера, а со временем и океаны. Аккуратные манипуляции с его атмосферой с помощью генетически модифицированных растений и химической обработки, могут способствовать появлению воздуха, которым можно дышать. По некоторым оценкам, на это может уйти всего одно или два столетия.
 
Такой подход — делать планету больше похожей на Землю — называется терраформированием. Это один из основных сюжетов научной фантастики, но он основан на фактах: физика, химия, биология и иные задействованные в этом направления науки в целом хорошо известны. Разумеется, дьявол кроется в деталях, но у нас масса времени, чтобы их проработать. По моим догадкам, в том далеком будущем, через миллиарды лет, столетие или два туда-сюда вряд ли будут иметь значение.
 
Вероятно, у нас будет технология, чтобы начать такие работы на Марсе гораздо раньше, чем через 6 млрд лет; они вполне могут быть начаты в следующем веке. Поэтому напрашивается следующий вопрос: через 6 млрд лет разве мы уже не терраформируем все планеты? Возможно. При постоянно растущей численности населения люди будущего будут смотреть на всю ту недвижимость на других берегах пространства завистливыми глазами и медленно, но верно, как когда-то написал Герберт Уэллс, вынашивать свои коварные планы насчет нее.
 
Тем не менее — и прервите меня, если вы это уже слышали, — нет ничего лучше дома. Земля — очень хорошее место, и мы провели здесь долгое время, эволюционируя, чтобы приспособиться к среде. Разве для нашей родной планеты нет никакой надежды?
Да, есть, и решение простое: нам просто нужно отодвинуть ее подальше от Солнца. Насколько это сложно?
 
Ну, на деле очень сложно. Основная проблема в том, что Земля — большой, массивный объект, поэтому потребуется очень много энергии, чтобы ее сдвинуть. Чтобы сдвинуть Землю туда, где температура будет более комфортной (за пределы нынешней орбиты Сатурна), потребуется примерно столько же энергии, сколько Солнце сегодня излучает за целый год. Это эквивалент взрыва 200 квадрильонов ядерных бомб мощностью одна мегатонна каждая.
 
Это может привести к определенным последствиям для окружающей среды.
 
Но есть альтернативы. Мы могли бы привязать к Земле несколько миллионов ракет вверх ногами и запустить их, но непонятно, где взять достаточно топлива для них. Плюс задача усложняется вращением Земли и ее обращением вокруг Солнца (однако мы можем предположить, что, когда нам понадобится это сделать, у нас будет нужная технология).
 
Но есть способ получше, последствия которого для окружающей среды (если мы будем осторожны) практически равны нулю.
 
Когда мы отправляем зонды к внешним планетам, мы можем придавать им дополнительную скорость, «занимая» (вообще-то, крадя) энергию у орбитального движения других планет, мимо которых они пролетают. Это так называемый эффект гравитационной пращи. Если нам нужно ускорить зонд, мы направляем его по такой траектории, что он приближается к планете, движущейся по орбите вокруг Солнца, сзади, догоняя ее. Когда зонд пролетает мимо планеты, ему передается часть энергии орбитального движения планеты и скорость зонда увеличивается. Планета теряет то же количество энергии и чуточку замедляет свое движение по орбите. Так как планета, как правило, гораздо массивнее космического зонда, она замедляется очень незначительно, на самом деле это замедление даже не измерить, а зонд может набрать очень хорошую скорость. Это означает, что мы можем отправлять зонды на внешние планеты без необходимости везти с собой огромные количества топлива.
 
Если у планеты забрать энергию, она чуть-чуть сместится ближе к Солнцу. Но если мы делаем противоположное — запускаем зонд навстречу планете, — тогда зонд теряет энергию, отдав ее планете. Зонд замедляется и смещается ближе к Солнцу (это полезно, когда нужно направлять зонды к внутренним планетам, например к Меркурию), а планета приобретает энергию, отдаляясь от Солнца.
 
Если мы хотим сдвинуть Землю подальше от постоянно увеличивающегося, испепеляющего Солнца, это прекрасный способ. Вместо космических зондов мы можем использовать астероиды, которые гораздо массивнее. Это означает больший обмен энергией и меньшее количество маневров. Сдвинуть астероиды не так уж сложно, в этом случае прекрасно сработает закрепленная на астероиде ракета. Нацелив астероид нужным образом, мы могли бы забрать часть его орбитальной энергии, сдвинув Землю на самую чуточку от Солнца. «Намылить, смыть, повторить...» и так миллион раз.
 
Такой сценарий изучали астрономы Дональд Корикански, Грег Лафлин и Фред Адамс. Они выяснили, что с помощью большого, но заурядного астероида таким маневром вполне можно постепенно сдвинуть Землю на безопасное расстояние от Солнца.
 
Вот как это делается. Начинаем с большого камня примерно 90 км в поперечнике, который находится на самых окраинах Солнечной системы. Изменяем его орбиту, используя ракету или какой-либо другой метод, так, чтобы камень вошел во внутреннюю Солнечную систему. Нацеливаем его (здесь для точного маневрирования пригодится ракета) так, чтобы он прошел перед Землей на расстоянии примерно 10 000 км.
 
Точное количество перенесенной энергии зависит от множества факторов, таких как угол траектории камня, насколько близко он проходит от нас и так далее, но в целом за один проход камень такого размера добавил бы примерно 16 км к радиусу земной орбиты.
Это не много, разумеется, но сначала много и не нужно. Достаточно небольших шагов, у нас много времени!
 
Дальше у нас имеется два варианта. Например, мы могли бы подождать несколько тысяч лет, найти второй астероид и использовать его точно так же. Но это пустая трата времени и сил, потому что в Солнечной системе нет достаточного количества астероидов таких размеров, которые дали бы нужный результат. Они все закончатся, а Земля по-прежнему будет слишком близко к Солнцу.
 
Второй вариант лучше: вместо того чтобы попросту выбросить первый астероид, мы используем его повторно. Немного предварительного планирования и внимательный подход могут спасти положение. Не давая астероиду улететь, мы рассчитываем время прохода так, что, улетая от нас в дальний космос, он пройдет мимо либо Юпитера, либо Сатурна. В этот раз, однако, он догоняет планету, приобретая энергию. Затем его орбиту можно еще раз подправить (используя установленную на нем ракету; а если она питается от солнечной энергии, мы даже не заплатим за топливо), чтобы он снова прошел мимо Земли. Если мы так сделаем, астероид станет чем-то вроде межпланетного курьера, переносящего орбитальную энергию, забирая ее у Юпитера или Сатурна и доставляя на Землю.
 
При смещении Земли к периферии Солнечной системы Юпитер будет сдвигаться к центру — помните, мы крадем у него энергию, — но Юпитер настолько более массивен, чем Земля (в 300 раз, кстати), что он смещается на гораздо меньшее расстояние. Для того чтобы отодвинуть Землю на достаточное расстояние и поддерживать ее температуру, пока Солнце находится на стадии субгиганта (примерно на 80 млн км или около того), Юпитеру придется сдвинуться всего на несколько миллионов километров к центру Солнечной системы (сейчас он находится на расстоянии примерно 778 млн км от Солнца).
 
Однако, когда Солнце станет красным гигантом, это создаст проблему. Земле придется сдвинуться за нынешнюю орбиту Юпитера. Для этого мы могли бы по-прежнему красть его орбитальную энергию, но, как только две планеты сблизятся, притяжение Юпитера начнет непосредственно воздействовать на Землю. Любое подобное сближение Земли с крупнейшей планетой в Солнечной системе неизбежно будет иметь плачевный результат для нас: наиболее вероятный сценарий — Земля будет вообще выброшена из Солнечной системы.
 
Мы могли бы использовать второй комплект астероидов, чтобы сдвинуть и Юпитер дальше от Солнца, воруя энергию у Сатурна, Урана и Нептуна. Здесь, однако, математика очень усложняется, и результаты сложно точно рассчитать.
 
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.
 
Гелиевая вспышка и слияние ядер гелия в ядре
 
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.
 
Когда все успокаивается, Солнце становится значительно менее ярким, излучая теперь энергию, которая всего примерно в 20–50 раз больше той, которую оно излучало в молодости, всего несколько процентов от пиковой энергии на этапе красного гиганта. Его размеры все равно больше, чем когда оно было нормальной звездой, но гораздо меньше, чем у красного гиганта: сейчас оно примерно в десять раз больше исходного размера, 13–16 млн км в поперечнике. Теперь оно немного горячей, излучает при температуре около 4400 °С, это все равно холодней, чем его температура сегодня. Оно чудесного оранжевого цвета.
 
Так как Солнце стало меньше, притяжение на его поверхности увеличивается (несмотря на то что оно потеряло часть массы, когда было красным гигантом). Частицы на поверхности удерживаются сильнее. Более того, его светимость упала, поэтому частицы подвергаются меньшему давлению потока света, и их не так сильно уносит с поверхности. Звездный ветер значительно стихает.
 
Так что теперь Солнце снова стабильно. Оно останется в таком состоянии — гигант, в котором идет слияние ядер гелия, — в течение более сотни миллионов лет.
 
Однако Земле опять грозят неприятности. Потратив столько усилий на то, чтобы отодвинуть ее на миллиарды километров, мы внезапно обнаруживаем, что Солнце теперь гораздо меньше и излучает меньше энергии. Температуры падают. Нашим далеким потомкам придется двигать Землю обратно к Солнцу. Никаких проблем — они могут сделать обратное тому, что делали, когда отодвигали ее. Однако теперь у них гораздо меньше времени на это: у них были миллиарды лет на то, чтобы сдвинуть ее к периферии, но теперь им придется двигать ее к центру всего за миллион лет или около того. Они могут использовать более крупные объекты (например, у Юпитера полно спутников, которые ему не нужны), чтобы быстрей переносить энергию.
 
Или кто знает? Это больше чем через 7 млрд лет. Может быть, они просто щелкнут пальцами, и Земля пройдет сквозь пространство-время и окажется там, где им нужно.
 
Давайте надеяться, что это будет настолько просто. Давайте также надеяться, что они будут терпеливыми и их будет сложно вывести из себя, потому что через несколько десятков миллионов лет им придется начинать все заново.
 
В солнечном ядре накапливаются углерод и кислород. Их ядра сливаться не могут, потому что температура в ядре слишком низкая. Поэтому они инертны, как до них был инертным гелий, и скапливаются там, как зола в камине. Так что сценарий знаком: ядро начинает сжиматься, и Солнце потихоньку снова начинает разгораться. В течение следующих 20 млн лет оно постепенно разбухает, а его яркость увеличивается. Сдвинув Землю туда и снова сюда, нам опять придется отодвигать нашу планету от Солнца. До того, как произойдет следующая катастрофа, внешние слои Солнца увеличатся до 32 млн км или около того.
 
Истощение запасов гелия
 
Возраст Солнца: 12,345–12,365 млрд лет (сегодня + 7,745–7,765 млрд лет)
 
Такое происходит, когда в ядре заканчивается гелий. Ядро из углерода и кислорода начинает сжиматься, как и раньше, когда оно состояло из гелия, и с аналогичными результатами: Солнце снова становится красным гигантом. Однако в этот раз все происходит гораздо быстрее. Физические свойства углерода и кислорода отличаются от свойств гелия, и ядро сжимается быстрее. Вместо 600 млн лет расширение происходит всего за 20 млн.
 
Солнце снова колоссально раздувается, его диаметр теперь гораздо больше 250 млн км. От такого резкого расширения занимающиеся небесной механикой будут рвать на себе волосы. Вероятно, в этот момент хорошо бы покинуть Солнечную систему и поискать жилье где-нибудь еще. Возможно, все это к лучшему. Вид издалека будет потрясающий, как мы увидим через мгновение.
 
Во втором заходе в режиме красного гиганта светимость Солнца будет выше, чем была в первый раз. Оно будет излучать энергию в 3000 раз сильнее, чем сейчас, а звездный ветер возобновится с удвоенной силой. За первый заход Солнце потеряло примерно 28% своей начальной массы; в этот раз оно теряет более 60% от того, что осталось. С нашей помощью или без, но планеты снова начнут мигрировать прочь от Солнца, интенсивно теряющего свое вещество, при этом Венера и Земля, возможно, отодвинутся достаточно быстро, чтобы снова не оказаться у него в пасти. Но, даже если они минуют этой участи, распухшее, яркое Солнце все равно поджарит их еще раз.
 
Это изматывающая череда событий для Солнечной системы. И все же, как ни удивительно, скоро все станет еще хуже.
 
В глубине Солнца ядро из углерода и кислорода становится настолько плотным, что вырождается. Над ним, в тонкой, слегка вырожденной оболочке, начинается слияние ядер гелия, а в оболочке, находящейся надней, продолжается слияние ядер водорода. Проблема в том, что слияние гелия в тонкой оболочке очень сильно зависит от температуры, еще сильнее чем раньше. От любого небольшого роста температуры скорость реакций синтеза бешено возрастает. Чем больше тепла генерируется, тем сильнее растет скорость, отчего генерируется еще больше тепла — ну, мы такое уже видели. Гелий в тонкой оболочке снова может вспыхнуть, выделяя колоссальные количества энергии. Однако в этот раз у внешних слоев Солнца не будет времени на медленное расширение и поглощение дополнительной энергии. Энергия сбрасывается в них настолько быстро, что они будут просто ошарашены. Солнце корежит буквально, и всего за несколько лет — обратите внимание, не миллионов лет, просто наших обычных лет — оно сбрасывает огромные количества вещества.
 
После выделения энергии в виде вспышки оболочка из гелия остывает, возможно, в течение 100 000 лет, но затем ситуация снова накаляется. Происходит вторая вспышка и второй сброс оболочки. Затем, еще через 100 000 лет, третья, затем четвертая, вероятнее всего последняя, вспышка и сброс оболочки. Во время этих эпизодических конвульсий Солнце разбухает в третий раз, до 320 млн км в поперечнике, это расстояние до исходной орбиты Земли.
 
Несмотря на то что сейчас Земля находится дальше, во время этих извержений ей не поздоровится. Ее поверхность будет нагреваться до 1000 °С и выше распухающим Солнцем, а с окончанием каждого импульса температура будет снова падать. Кроме того, во время этих импульсов на Землю будут обрушиваться квадрильоны тонн вещества, летящего со скоростью несколько километров в секунду. Масса Земли от этого сильно не увеличится (Земля в тысячи раз массивнее, чем падающее на планету вещество), но после столкновений с таким количеством вещества, даже разбросанного по сотням тысячелетий, уже истерзанная этой войной Земля будет серьезно побита. Суммарная энергия воздействия этого вещества равна взрыву нескольких триллионов ядерных зарядов, или как если бы в течение миллиона лет каждую секунду взрывалась бомба мощностью в одну мегатонну.
 
Даже умирая, Солнце причиняет разрушения в потрясающих масштабах.
 
С каждым извержением оно теряет массу. Когда Солнце раздувается в четвертый раз, оно сбрасывает последние остатки внешней оболочки. Большая часть исходной массы Солнца улетит в космос, оставив лишь вырожденное ядро из углерода и кислорода, окруженное тонкой оболочкой из очень горячего гелия. Ядро сжалось всего до нескольких тысяч километров в поперечнике — это примерно размер Земли (если предположить, что наша планета по-прежнему существует). Его масса будет равна примерно половине массы исходного Солнца, поэтому оно феноменально плотное. Также оно по-прежнему очень горячее. Оно будет излучать при температуре до 110 000 °С, а его светимость будет в тысячи раз больше светимости сегодняшнего Солнца.
 
Оно превратилось в белого карлика. Если бы кто-то стоял на поверхности разрушенной и совершенно мертвой Земли, Солнце ему показалось бы лишь светящейся точкой, пронзительно яркой, ярче, чем полная Луна сейчас. Но это будет лишь бледная, тусклая тень его прежней славы.
 
Тут мы уже практически добрались до конца. Реакции ядерного синтеза уже не происходят, так что источника энергии больше нет. Спустя свыше 12 млрд лет жизни и драматической саги о расширении, сжатии и извержении, Солнце, по сути, мертво.
 
Солнце — белый карлик

белый карлик
 
Возраст Солнца: 12,365 млрд лет (сегодня + 7,765 млрд лет)

Тем не менее смерть может быть по-своему красива. Газ, выброшенный Солнцем в эти последние дни, будет быстро расширяться. Распределение и общие очертания газового облака будут зависеть от множества факторов. В целом, Солнце будет сбрасывать газ большими сферическими оболочками, похожими на космические мыльные пузыри с плотными границами и более разреженные внутри. Однако при определенных обстоятельствах газовое облако может приобретать иную форму. По мере расширения оно может налететь на газ, плавающий между звезд (то, что астрономы называют межзвездной средой). Если Солнце достаточно быстро вращалось, когда сбрасывало газовые оболочки (поглощение Меркурия и Венеры вполне могло бы разогнать Солнце, так как планеты передали бы ему свой вращательный момент), центробежная сила могла расплющить их, превратить в подобие сырного круга или баскетбольного мяча, когда на нем кто-то сидит. В других физических условиях в газовом облаке могут образовываться комки, или яркие области, или кольца.
 
Солнце — белый карлик, сидя по центру этого расширяющегося газового облака, может быть достаточно горячим и заливать окружающее пространство ультрафиолетовым светом. Это вызывает ионизацию газа, и он начинает светиться.
 
туманность Эскимос
 
Планетарные туманности образуются, когда звезда, подобная Солнцу, умирает, сбрасывает внешние оболочки и ионизирует их. Газ светится, принимая феерические формы. На этом изображении телескоп Хаббл запечатлел знаменитую туманность Эскимос, которая в земные телескопы выглядит как инуит, одетый в парку.
 
Если наши потомки улетели к другой звезде, какое зрелище предстанет их глазам! Оглядываясь на Солнце, они могут увидеть идеально круглое, тонкое кольцо светящегося газа. Это свечение будет преимущественно зеленым, потому что в облаке находятся атомы кислорода; другие элементы будут добавлять свои цвета, но зеленое свечение в целом будет преобладать, это объясняется тем, как атомы кислорода излучают свет. В небольшой телескоп зеленоватый диск будет напоминать им о планете, на которой они некогда жили. Сегодняшние астрономы называют такие объекты планетарными туманностями.
 
Планетарные туманности — одни из самых прекрасных небесных объектов. Что будут чувствовать те далекие люди, глядя на оставленную ими Солнечную систему? Будет ли им легче, если они будут знать, что цивилизации во всей Галактике смогут наблюдать наше Солнце и видеть его последнюю попытку прославиться? Или глупо даже гадать, что будут чувствовать люди, если они еще будут существовать, больше чем через 7 млрд лет?
 
Наконец, через несколько тысяч лет газовое облако разойдется и истончится, а белый карлик остынет. Ультрафиолетового света будет слишком мало для освещения и ионизации газа, да и газа, который мог бы его поглощать, будет слишком мало. Разлетающееся вещество, которое когда-то нагревало и радовало нашу планету, сольется с газом межзвездного пространства и станет неотличимо от него. Белый карлик продолжит излучать остатки тепла, неизбежно остывая, меняясь в цвете с белого на голубой, желтый, оранжевый, красный, после чего перейдет в инфракрасную область спектра, а еще через несколько миллионов лет станет совсем невидимым.
 
М2-9 планетарная туманность
 
М2-9 - ещё одна планетарная туманность, но более удлиненной формы. Это может объясняться наличием компаньона у умирующей звезды. Если звезда - красный гигант поглащает компальнона, ветер, испускаемый ею при смерти, может преобретать странные формы
 
 
То, что осталось от Солнечной системы, продолжит обращаться вокруг теперь уже черного карлика. Планеты будут остывать вслед за своей звездой, в конце концов окоченевая, и еще через несколько миллиардов лет станут такими же темными, холодными и пустыми, как само пространство.
 
Долгая дорога в ночь
 
Могут ли планеты пережить такую опустошающую последовательность событий? Вообще-то да. В зависимости от того, что вы подразумеваете под словом «пережить».
 
Во-первых, уже обнаружено свыше двух сотен планет, обращающихся вокруг других звезд, и примерно дюжина из них обращается вокруг красных гигантов. Вероятно, эти планеты подобны нашей: они образовались одновременно со своей звездой миллиарды лет назад и смогли пройти как минимум через один эпизод расширения звезды до красного гиганта. Мы не знаем, поглотили ли те звезды какие-либо внутренние планеты или нет; но по крайней мере некоторые планеты не попали внутрь оболочек звезды. Впрочем, возможно, сначала планеты были довольно близко к своим звездам, а потом отошли от них; одна, например, находится не дальше от своей звезды, чем Земля от Солнца. Температура поверхности той планеты, вероятно, равна 480 °С.
 
Удивительно, но недавно были получены свидетельства наличия планет, обращающихся вокруг белых карликов. В спектре одного белого карлика имелся четкий пик, соответствующий химическому элементу магнию, гораздо более сильный, чем могла бы дать сама звезда. Количество магния говорит о том, что не очень давно довольно близко к звезде, должно быть, подходил астероид. Сильная приливная сила карлика разрушила его, и вокруг звезды образовался диск из вещества. Форма самого диска говорит о том, что астероид, возможно, имел гораздо большую орбиту, с которой его столкнула планета или иное массивное тело. Все это означает, что планеты и астероиды могут пережить не только превращение звезды в красный гигант, но также и все последующие катастрофические этапы. Сам белый карлик достаточно массивен, примерно в 0,8 раза больше массы Солнца. Когда Солнце превратится в белый карлик, у него останется менее половины исходной массы, а значит, та звезда сначала была гораздо более массивной, чем Солнце, это, в свою очередь, означает, что более поздние этапы ее жизни должны были быть даже еще более экстремальными, чем рассмотренный выше сценарий.
 
Тем не менее, похоже, планеты смогли продержаться в течение сотен миллионов лет звездной пытки. Разумеется, к концу этого периода повторяющихся циклов обжаривания и замораживания от планет остались бы опаленные, бесплодные остовы. Там, вероятно, не было никаких цивилизаций, способных манипулировать орбитами планет или достаточно хорошо прогнозировать будущее, чтобы иметь план на такой случай.
 
Но мы — разумные существа. У меня есть надежда, что, когда наступит время — а оно наступит, — мы сможем что-нибудь предпринять. И я очень надеюсь, что в тот момент мы еще будем существовать, ну, или кто-то похожий на нас. За смертью Солнца будет очень грустно наблюдать... но зрелище будет завораживающим.
 
Отрывок из книги Филиппа Плейта "Смерть с небес. Наука о конце света"

«Каждый из нас сам отвечает за то, что попадает в наш мозг, что будет волновать нас в зрелости и что мы будем знать»

Карл Саган

Файлы

История и теория атеизма

Социализм и коммунизм: теория, актуальное состояние, футурологическая проекция

Шок будущего

Чудеса: Популярная энциклопедия