Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

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.

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 [93] Да, если только они у них есть. Или заламывать руки. Или ломать головы. . 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 над ней , 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 [94] При таких обстоятельствах с ростом температуры скорость слияния ядер гелия увеличивается — держитесь! — в 1040 раз. Это означает, что от крошечного роста температуры скорость реакций синтеза бешено разгоняется: при увеличении температуры на 20 % скорость слияния ядер гелия вырастает в 1500 раз! . 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 °C 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 °C, а его светимость будет в тысячи раз больше светимости сегодняшнего Солнца.