Internet educațional - resurse pentru Fizica Solar-Terrestrial
Ce se va întâmpla cu Soarele prin milioanele. miliarde de ani?
Teoriile moderne cred că în urmă cu aproximativ 5 miliarde de ani, soarele începea să iasă din imense norii negri de praf și vapori, care a inclus resturi de stele explodate anterioare. Sub influența gravitației nor a început să se contracte și să se rotească. Raportul de compresie în apropierea centrului era foarte mare, și a format treptat un miez central dens. Deoarece viteza de rotație a crescut la conservarea momentului cinetic, partea exterioară a formațiunii a început să se stabilizeze. Particulele de praf și vapori în jurul marginii exterioare a formării au o densitate mai mică și se rotesc în jurul propriul centru în aceeași direcție ca și norul părinte. Ele au fost destinate să devină Pământul și celelalte planete ale sistemului nostru solar.
Hidrogen - etapa de ardere
De la începutul reacțiilor nucleare în miezul Soarelui își începe viața ca un adevarat star, nu este încălzit energie foarte mic de colaps gravitațional, ci ca o stea cu o sursă aproape inepuizabilă de combustibil nuclear conținut în compoziția sa internă. Acest cuptor nuclear sprijină Soare în echilibru, se va crea o căldură suficientă și o presiune suficientă pentru a rezista forței de strivire de gravitație și compresiune ostanavit internă.
Soarele este în starea de echilibru pentru ultimii 4,5 miliarde de ani, dar ceea ce este viitorul? Soarele devine mai lent, mai luminos (luminozitate mai mare) și viteza de rotație este redusă. Calculat că tânărul Soare a avut strălucire doar aproximativ 70%, care are acum și perioada sa de rotatie ecuatorială a fost de aproximativ 9 zile în loc de 27 de zile, are acum. Cu cât viteza de rotație, cauzată probabil de o mare exploziv activ pe suprafața sa. Soarele pare să fie soluționarea în jos la nivelul său de activitate, în timp ce în același timp, creșterea temperaturii sale, luminozitate, și dimensiunea. Este prezis că aproximativ 1,5 miliarde de ani, când soarele va fi de 6 miliarde de ani, acesta va fi de aproape 15% mai luminos decât este acum. Atunci când soarele este de 10 miliarde de ani, va fi aproape de două ori mai strălucitoare decât sunt acum, și au o rază de aproximativ 40% mai mult.
A deveni un gigant roșu.
In timpul primei faze de viață stea, cuptor nuclear topește nucleul de nuclee de hidrogen din nucleu de heliu. Aproximativ 10 miliarde ani de combustibil de hidrogen din miez este epuizat, iar miezul va începe să scadă din nou. Acest lucru va determina o creștere a temperaturii și fuziunea hidrogenului (reacție nucleară) va începe într-un înveliș care înconjoară miezul. Straturile de suprafață se vor extinde in urmatorii 1,5 miliarde de ani până când soarele va fi la de 3 ori mai mare decât dimensiunea actuală. Un observator de pe Pământ ar trebui să vadă soarele ca un disc roșu aprins este de 3 ori mai mare decât dimensiunea Luna Plina. Cu toate acestea, prezența observatorului pe Pământ este îndoielnic, deoarece fluxul de energie pe suprafața Pământului este de 3 ori mai mare decât este acum, iar Pământul va fi la 100 K mai fierbinte decât acum.
Soarele va continua extinderea in marime si luminozitate, devenind o stea gigantică roșie. Raza Soarelui ajunge la 100 de aceste dimensiuni, astfel încât planeta Mercur este absorbită de ea și se evaporă. Luminozitatii soarelui este de 500 de ori mai mare decât această dimensiune, Pământul va deveni marea de lavă topită, cu o temperatură de aproximativ 1700 K. Soarele va fi în faza de gigant roșu pentru unele 250000000 ani (aproximativ 1 an solar) și kernel-ul său mai comprimat și se încălzește.
Când temperatura miezului ajunge la aproximativ 100 de milioane K, heliu cenușă rămase din etapele anterioare de fuziune nucleară poate începe să se transforme în carbon. Astfel vysvobotitsya enormă cantitate de energie, care va ridica temperatura cea mai mare parte a soarelui la 300 milioane K. Începutul unui astfel de proces va fi bruscă și exploziv, pe care o numim ca flash-ul heliu. Aproximativ 1/3 din masa solară este ejectat în spațiu, care va forma o nebuloasă planetară. Nucleul Soarelui este apoi răcit la 100 milioane K, în timp ce începe o ardere stabilă heliu. Până când soarele va fi de aproape 10 ori mai mare decât acest diametru și au o luminozitate de 20 de ori mai mare.
Pitici, stele neutronice, stele supernovelor și găuri negre.
După nuclee de heliu sunt transformate în bază de carbon, masa Soarelui va scădea și va deveni un star noi numim pitica albă. Până la acest punct va avea loc aproape 15 miliarde de ani, Soarele - pitic va avea doar 1% din dimensiunea sa actuală (aproximativ de mărimea Pământului), și 0,1% din luminozitatea. Dwarf alb creat în întregime din nuclee de carbon este extrem de densă, masa solară este comprimată în dimensiunea sferei Pământului. Densitatea va fi de aproximativ 2 x 10 septembrie kg / m3, este de aproximativ densitatea, ca și în cazul în care o mașină cu o greutate de 1000 kg înăsprit la dimensiune degetar. Treptat, câteva miliarde de ani, temperatura și luminozitatea piticei albe va scădea, iar el se va termina viața ca funingine rece, carbonul negru, devenind un pitic negru.
Nu toate stele devin pitice negre. Acest capăt al stelei a prezis pentru stele mici, cu mase de până la 3 mase solare, stele mari prin fuziunea dintre hidrogen și heliu va arde relativ repede. Când heliu este epuizat, temperatura miezului creste suficient de mare pentru elemente grele îmbinate. În cele din urmă, în a doua etapă a vieții primele 26 de elemente vor fi produse până fierul de călcat. Dar nu există nici o modalitate de a termonucleare, în care s-ar fi format elemente mai grele decât fierul. Din acest motiv, steaua nu mai poate genera energie. Fără presiunea internă pentru a contracara forța de gravitație, ea începe a treia etapă, în cele din urmă, electronii și protonii sunt forțați să genereze neutroni. Steaua în cele din urmă stabilizat în dezvoltarea sa, și se termină viața ca o mică stea neutronica aproximativ 16 km, iar densitatea de ordinul a un miliard de milioane de g / cm2 în diametru.
În colaps stele mai mare a miezului umplut cu fier, se întâmplă atât de repede încât steaua in sine literalmente explodeaza intr-o supernova. Acesta este - cel mai cunoscut staruri Grand eveniment. În câteva zile, steaua emite mai multa energie decat o intreaga galaxie. În timpul exploziei unei supernove care temperatura și presiunea sunt atât de mari încât toate elementele de până la uraniu și plutoniu sunt create și apoi eliberat în spațiu. Sa constatat că o mulțime de stele mari devin supernove, și sintetizat toate elementele cunoscute din istoria timpurie a universului. Aceste elemente au fost apoi încorporate în noi generații de stele, unele dintre ele au devenit o supernovă și să formeze elemente mai grele. Acest proces are loc în mod repetat, și în care concentrația de elemente grele din univers a continuat să crească. La Sun, putem vedea urmele tuturor elementelor, și este de așteptat ca mai grele decât fierul, formată în supernova înainte.
În timpul formării unei supernove prevrazhaetsya sale de bază în masa de neutroni. Restul diametrului stele neutronice de aproximativ 16 km se rotește în jurul propriei sale axe de obicei, 20 până la 50 de ori pe secundă. câmp magnetic Starry format de explozie, este extrem de durabil. Electronii spiralate spre nord și polul sud magnetic al stelei rotative produc unde radio într-un fascicul îngust, care sunt radiate de la steaua pol magnetic. După cum se învârte steaua, acest fascicul acționează ca un fascicul de far de lumină, sau cum ar fi luminile intermitente de pe acoperișul mașinii de poliție. Când semnalele radio pulsatorii au fost descoperite pentru prima dată în lume în 1960, au crezut că acestea ar putea fi codificate semnale forme inteligente de viață, iar aceste obiecte au fost numite LGM amuzante (omuleți verzi). Acum există mai mult de 500 de aceste rotative stele neutronice cunoscut sub numele de pulsari.
Cele mai masive vedete au o soartă ciudată. Datorită masei mari și prăbușirea finală gravitațională puternică a unei stele nu poate fi oprit. Stea, deoarece se prăbușește în sine și formează o gaură neagră. Natura spațiului și timpului în apropierea unei găuri negre nu este pe deplin înțeles, dar modele matematice care sugerează că există mai multe tipuri de găuri negre. Până în prezent, nici unul dintre gaura neagră nu este detectată experimental. Conceptul de o gaură neagră merge înapoi, cel puțin până la 1783, când Dzhon Mishel întrebat despre existența unei stele, cu o forță extraordinară de greutate pe care lumina nu poate scăpa de ea. Astronomii au descoperit o regiune câteva întunecată a spațiului din care emise raze X. Ei cred că aceste raze produse de electroni, care sunt accelerate în găurile negre. gânduri interesante despre ce să facă cu această problemă după ce dispare într-o gaură neagră. Unii oameni de știință speră că gaura neagră este umplut și a devenit o chestiune normală. Alți oameni de știință au sugerat că găurile negre au partea cealaltă - o gaură albă prin care apare în mod spontan materia în spațiu. Este posibil ca o gaură neagră este un portal către un alt univers, sau o cale scurtat la propriul nostru univers. Există o presupunere teoretică că o astfel poate exista în apropierea centrului de galaxii.
Cele mai multe dintre cunoștințele noastre de evoluție stelare - nașterea, viața și moartea stele - cu sediul în observațiile solare. Pentru astrofizicienii Soarele este un mare laborator pentru un studiu detaliat al stelelor. Dar, așa cum am văzut în ultimele decenii, știința, bazată pe cercetare spațială, ne oferă o imagine chiar mai complexă și misterioasă a ceea ce se întâmplă pe soare. atmosferă aproape de suprafață furtunoasă a soarelui pe care o vedem, cu structurile lor distorsionate și dinamice magnetice este încă foarte imprevizibil. Deși știm în fiecare zi mai mult și mai mult de soare. există o mulțime de întrebări fără răspuns, și există în mod constant noi.