И червеният гигант ще погълне камъка, върху който живеем...
След пет милиарда години
Пресичайки времето пред нас, ще се опитаме да надникнем в най-далечното бъдеще - почти до предела на човешките представи за вечност. Напред във времето ни дебне нашата гибел. Слънцето - изворът на живота, ще се превърне в палача на Земята. Земята ще бъде погълната от Слънцето. В тежкото си дихание умиращата звезда ще всмуче своята рожба. Това ще бъде краят на планетата, но всъщност човечеството вероятно ще е изчезнало много по-рано.
Апокалипсисът е пред нас. Съвременната земна цивилизация е изправена пред грандиозни беди като сблъсъка на Земята с други небесни тела, отклоняването на оста на въртене на планетата, разпадането на геомагнетизма и смяната на земните магнитни полюси, озоновите пробиви, радиацията, ледниковите периоди, парниковия ефект, опустиняването след нарастващата слънчева активност и пр. Всеобщата катастрофа може да изчака известно време, но и може да се стовари още върху нашето поколение или върху следващите генерации. И въпросът в случая е не "дали", а "кога" и "как"!
Но да се върнем към най-далечната гибел. Към края на всичко.
Много антични култури са свързвали Слънцето с човешката смърт и с гибелта на Земята. Според вярванията на ацтеките нашата звезда вече четири пъти е изчезвала и се е възраждала отново, но следващия пети път щяла да умре завинаги и нищо не би могло да я надживее. В преданията и пророчествата на жителите на Далечния Север краят на битието ще дойде след колосална слънчева клада, която ще унищожи света.
Постепенно нашата планета ще се обезводни и ще се превърне в един огромен камък. Ядрената пещ на Слънцето, което става все по-ярко, след неколкостотин милиона години ще изпари водата по повърхността на планетата. Небесното светило изгаря водорода в недрата си и произвежда хелий, който се акумулира в ядрото, намаляващо обема, но увеличаващо температурата и плътността си. Термичната енергия, произведена в адското перпетуум мобиле, се транспортира към повърхността и се излъчва в пространството под формата на слънчеви лъчи. На всеки сто милиона години яркостта на Слънцето се увеличава с един процент. След един милиард години слънчевата светлина ще се увеличи с 11 %, а след още два милиарда години нашата звезда ще бъде с 40 % по-ярка.
Досега нарастването на яркостта на звездата бе екранирано от плътния въглероден двуокис в атмосферата на Земята, обгърнал я като защитен воал, но в бъдеще този предпазен покров вече няма да бъде достатъчен за усмиряването на все по-интензивната светлина. Температурата на планетата ще се увеличава и водите ще се изпаряват.
Постепенно ще изчезнат потоците и реките, след това езерата и моретата, набъбнали от разтопените ледници. Феноменът на изпаряването ще продължи стотици хиляди години и над Земята ще увиснат високи ялови облаци. Температурата ще надхвърли 100 оС, което неизбежно ще доведе до изчезването на всички форми на живот.
Днес Слънцето е на четири милиарда и шестстотин милиона години и ще живее още пет-седем милиарда години. Животът на Земята отдавна ще е изчезнал, но тя ще продължи да обикаля около своята звезда, за да се устреми след това с едно последно спираловидно движение към нейното раздуто червено тяло. Дали единственото доказателство за човешката ни съдба във Вселената ще бъдат старите радиосъобщения, които ще продължат да пътуват през междузвездното пространство, дали хората ще "преместят" Земята на безопасно разстояние от агонизиращото Слънце, или може би земни космически кораби ще кръстосват из Млечния път, а далечните следовници на нашата цивилизация ще са заселили други звездни системи? Кой знае какво още от земния ни камък ще успеем да изпратим в Космоса?
Животът ни е предопределен от еволюцията на Слънцето. Родена като своите посестрими от кондензираната междузвездна материя след чудовищната експлозия на една Супернова, нашата звезда днес е по средата на своя път. Диаметърът на огромната сфера от нажежен газ е 1 392 000 км, което означава, че по екватора й могат да се подредят една до друга 109 планети като Земята, а в обема на звездата могат да се вместят 1 303 600 планети като Земята. Средната температура на повърхността на Слънцето е 5770 оС, а температурата на ядрото надвишава 14 млн. оС. Периодът на въртене на Слънчевата система около центъра на Галактиката е 225 милиона години. Дистанцията между Земята и Слънцето е около 150 млн. км, като светлината преминава разстоянието за 8 минути.
При среда десет пъти по-плътна от оловото и налягане от 250 милиарда атмосфери в ядрото на Слънцето се извършват ядрени процеси, генериращи енергията, която стига до Земята. Всеки миг 700 млн. т водород се трансформират в 695 млн. т хелий и разликата от 5 млн. т маса се превръща в енергия от 400 млрд. мегавата, равняващи се на енергията, произведена от 400 милиона ядрени централи. За сравнение ще допълним, че когато един грам водород се трансформира в хелий, произведената енергия е сравнима с енергията, освободена при земетресение с магнитуд 5-6 степен по скалата на Рихтер.
В небето има безброй звезди с по-големи размери и яркост от Слънцето, но то ни се струва толкова топло, защото е много близо до нас. Светлината например, която тръгва от най-близката до Слънцето звезда Проксима Центавър, достига до Земята за над 4 години.
И така: Слънцето е огромна сфера от нажежен газ, главно водород и хелий. В ядрото му протича ядрен синтез, при който водородът се превръща в хелий. В хода на реакцията материята се трансформира в енергия. Лъчистата енергия, която се разпространява от ядрото към повърхността на Слънцето, пътува през вътрешната област, наречена радиационна зона, а след това през т.нар. зона на конвекцията, в която затоплените от радиацията газове се разширяват и изкачват към повърхността на звездата, освобождавайки погълнатата енергия. След "охлаждането" на газовете те стават по-плътни и се връщат надолу към вътрешността на ядрения колос.
Яркостта на Слънцето е 3,9х1027 kW. Блестящата му повърхност се нарича фотосфера и е газообразна. Намира се на границата между плътната непроницаема маса към центъра на звездата и по-разредената прозрачна материя към повърхността. Тя има гранулообразен вид, дължащ се на потоците горещ газ, които се издигат към повърхността.
Над фотосферата се намира хромосферата с червеникав цвят, съставена главно от газообразен водород. Тя трудно може да се наблюдава, защото е близо до заслепяващата фотосфера. Най-добре се наблюдава при пълните слънчеви затъмнения, когато фотосферата се закрива от Луната. Газовете на хромосферата не са разпространени равномерно, а са концентрирани в някои райони, заобикалящи слънчевите петна; на други места те се концентрират в тънки блестящи газообразни езици, които се издигат до 10 000 км над фотосферата. Те заобикалят огромни газови сфери, известни като супергранули, широки до 30 000 км, които изскачат, разширяват се и отново пропадат, съществувайки до половин ден.
От хромосферата в пространството често се изхвърлят гигантски маси от нажежен газ, дълги над 100 000 км, наречени протуберанси. Най-зрелищните протуберанси формират гигантски арки, които следват линиите на слънчевото магнитно поле и достигат температури над 10 000 оС. Те могат да са изключително мощни или с по-кратък живот, като по-спокойните продължават няколко седмици. Изригванията са предизвикани от внезапни емисии на енергия, които нагряват и ускоряват материята в слънчевата атмосфера. Те достигат максимална яркост за минути и продължават около час; изхвърлят огромно количество радиация и предизвикват значими ефекти върху нашата планета - например магнитни полета, смущаващи радиопредаванията. Най-външният слой на Слънцето е короната - обвивка от много разреден водород с температура над 1 млн. градуса. Нормално се вижда само по време на слънчеви затъмнения, но може да се наблюдава и с инструмента коронограф. Короната се простира на милиони километри и ежедневно сменя очертанията си.
Слънцето излъчва постоянен поток йонизирани частици, наречен слънчев вятър. Той е причина за ред феномени като ориентирането на опашките на кометите противоположно на Слънцето. Когато йонизираните частици достигат Земята, се оказват в капана на магнитното поле на нашата планета. Преминавайки през атмосферата, част от тях взаимодействат с газовете на височина около 100 км и причиняват светлинни сияния.
Слънчевите петна са зони, които изглеждат по-тъмни от останалата част от фотосферата. Всъщност те са блестящи, но имат температура "само" от около 4000 градуса. Петната могат да са няколко пъти по-големи от нашата планета. Продължителността на тези феномени е от няколко часа до няколко месеца. Броят на наблюдаемите слънчеви петна е различен всяка година и зависи от интензивността на слънчевата активност, която има редовен цикъл от около 11 години. Последният слънчев максимум, при който наблюдавахме максимален брой слънчеви петна, бе през 2002 г., а следващият ще бъде през 2013 г.
Слънцето също се върти около оста си като Земята и слънчевите петна са помогнали на астрономите да открият скоростта на въртене на звездата. Периодът на въртене на Слънцето на екватора му е 25 дни, докато на полюсите е 34 дни.
Настъпването или регресията на ледниците са тясно свързани със слънчевата активност. По време на периодите с продължително намаляване на активността на Слънцето се е наблюдавало и понижение на средната температура на планетата. Учените едва сега започват да разбират сложната връзка между слънчевата активност и климата на Земята.
Такова е Слънцето днес, но вчера, в космическия смисъл на думата, разбира се, не е било такова, както няма да бъде такова и утре.
Стабилният период на яркост на звездите е определен от тяхната маса. Масата на Слънцето е 332 946 пъти по-голяма от масата на Земята и 750 пъти по-голяма от масата на всички планети на Слънчевата система взети заедно, но ако се вгледаме във Вселената, ще видим, че Слънцето има скромни за звезда размери. Диаметърът на най-близката от видимите с просто око гиганти - звездата Бетелгейс (Бетелгюз), намираща се на 500 светлинни години от нас, е 650 пъти по-голям от диаметъра на Слънцето. Намиращата се на 1100 светлинни години звезда Алфа Херкулес има 1000 пъти по-голям диаметър от този на Слънцето.Проучили 74 звезди-супергиганти от Млечния път, през 2005 г. астрономи от НАСА съобщиха, че абсолютни рекордьори сред известните до момента звезди са KW Sagitarri, V 354 Cephei и KY Cygni, имащи диаметри 1500 пъти по-големи от нашата звезда или 7 пъти по-големи от орбитата на Земята - и трите разположени на около 100 000 трилиона км от Слънцето. Предполага се, че размерите на някои от звездите-супергиганти са сравними с размерите на Слънчевата система.
Разстоянието от Слънцето до центъра на спиралата на Млечния път е 27 800 светлинни години. Броят на звездите в галактиката е над 100 милиарда, като близо четвърт от тях са от типа на нашето Слънце. Да не забравяме обаче, че човешките ни представи за пространството, за времето и за живота на дадена звезда са затиснати от вселенската относителност. Смъртта на Слънцето ще бъде преходен процес, определящ пиротехническото му съществуване. След като свърши водородното си гориво, неспокойното сърце на звездата ще стане свръхтежко и при колапса на ядрото ще се достигнат фантастични температури, активиращи нова фаза на ядрената реакция, свързана с хелия.
Дали като митичната птица Феникс Слънцето няма да се възроди от своята пепел? Не, защото ядреният синтез на хелия ще "изгори" обвивката и повърхностният слой на звездата ще започне да се разширява и изстудява. На този етап Слънцето ще се превърне в червен гигант - все още звезда, разбира се, но с по-различна същност.
Червеният гигант няма да бъде приятел на Земята. Диаметърът на звездата ще се увеличи с над 100 пъти. Когато Слънцето започне да расте, остатъците от атмосферата на планетата ще се превърнат в плазма и ще се разпръснат във външното пространство. Опустошената дехидратирана твърд на Земята ще продължи да се върти още няколко космически мига по болната си орбита, но газовите пипала на червения гигант ще й действат като спирачка. И загубила орбиталната си енергия, Земята ще последва Меркурий и Венера и ще се устреми към пастта на горгоната Слънце.
Какво ще стане след това? Червеният гигант ще изконсумира своя хелий и също ще изгасне. Ядрото му ще се превърне в бяло джудже, а външният слой ще се разпръсне в планетарна мъглявина сред пространството. Една мъглявина от прах и газ с пулсиращи светлинни следи.
Там някъде - сред този витаещ в селенията космически прах, може би ще има микроскопични частици и от нашата бивша планета.
Красимир ГЕОРГИЕВ, Евгени АЛЕКСИЕВ
Снимки: Архив на група "Ергосфера"
Структура на Слънцето
След пет милиарда години
Далеч пред нас ли е краят на битието?
Постепенно ще изчезнат всички форми на живот
Планетите Юпитер, Уран, Марс и Земя над част от Слънцето, съпоставени с две звезди от типа бяло джудже, в каквато ще се превърне нашето светило в края на живота си
Средното разстояние от Земята до Слънцето е прието за една астрономическа единица. За сравнение разстоянието между Земята и Плутон е 38,44 астрономически единици
Когато Слънцето започне да расте, остатъците от атмосферата на планетата ще се превърнат в плазма и ще се разпръснат във външното пространство. И така, животът на Земята ще изчезне, а след това нарастващото Слънце ще изпари планетата ни. Но съвременните учени смятат, че все пак Земята може да бъде спасена, като бъде преместена далеч от застаряващата звезда. Според астрономите Лий Ан Уилсън и Джордж Боуен, физиците Фред Адамс, Грегори Лафлин, Бени Пайзер и др. Земята може да бъде отдалечена от Слънцето с помощта на комета с радиус 100 км, пренасочвана периодично към планетата ни и коригираща траекторията й. Т.нар. гравитационна прашка би преместила Земята на безопасно място, с което животът на планетата би могъл да се удължи с близо 30 милиарда години