Наше Солнце будет продолжать расти, становясь красным гигантом, а затем планетарной туманностью. Вот насколько большим он станет.
Ключевые выводы
- Когда в ядре нашего Солнца закончится водородное топливо, оно расширится, поглотив Меркурий, Венеру и, возможно, даже Землю.
- Когда в его ядре закончится гелий, он создаст планетарную туманность диаметром много световых лет.
- Материя Солнца растянется примерно на 5 световых лет, прежде чем оно закончит умирать: намного больше, чем считалось ранее.
Хотя оно светит почти идеально постоянно, Солнце со временем незаметно меняется.
Солнечная вспышка на нашем Солнце, которая выбрасывает вещество из нашей родительской звезды в Солнечную систему, может вызвать такие события, как выброс корональной массы. Хотя частицам обычно требуется около 3 дней, наиболее энергичные события могут достичь Земли менее чем за 24 часа и могут нанести наибольший ущерб нашей электронике и электрической инфраструктуре.
Каждую секунду его ядро преобразует более 4 миллионов тонн массы в энергию.
На этом разрезе показаны различные области поверхности и внутренней части Солнца, включая ядро, где происходит ядерный синтез. Со временем область ядра, где происходит ядерный синтез, расширяется, что приводит к увеличению выходной энергии Солнца.
Со временем ядро растет, что приводит к увеличению выходной энергии, светимости и - очень медленно - размерам.
Изменения светимости, радиуса и температуры звезды с массой в одну солнечную в течение ее жизни, от начала ядерного синтеза в ее ядре 4,56 миллиарда лет назад до ее превращения в полноценного красного гиганта, что является началом конца для солнцеподобных звезд.
Сегодня все еще растущее Солнце примерно на 14% больше, чем при рождении.
Нынешние размеры планет сегодня остаются неизменными по сравнению с их размерами 4,5 миллиарда лет назад, на ранних стадиях Солнечной системы. Однако за это время Солнце значительно выросло. На самых ранних стадиях нашей Солнечной системы вы могли выстроить только 96 земных по диаметру Солнца. Сегодня вместо этого вы можете разместить 109 Земель: увеличение примерно на 14%.
Еще через ~5 миллиардов лет он становится субгигантом, увеличиваясь вдвое по сравнению с нынешним размером.
Когда звезды сливают водород в гелий в своем ядре, они живут вдоль главной последовательности: извилистой линии, идущей из нижнего правого угла в верхний левый. Когда в их ядрах заканчивается водород, они становятся субгигантами: горячее, ярче, холоднее и крупнее. Процион, восьмая по яркости звезда на ночном небе, является субгигантом.
Примерно 2,5 миллиарда лет спустя он раздувается до красного гиганта, внутри которого происходит синтез гелия.
После своего образования примерно 4,6 миллиарда лет назад Солнце увеличилось в радиусе примерно на 14%. Он будет продолжать расти, удваиваясь в размерах, когда станет субгигантом, но увеличится в размерах более чем в 100 раз, когда станет настоящим красным гигантом еще через ~7-8 миллиардов лет.
Он достигнет ~300 миллионов километров в диаметре, поглотив Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.
По мере того, как Солнце становится настоящим красным гигантом, сама Земля может быть поглощена или поглощена (Меркурий и Венера, безусловно, будут), но, безусловно, будут поджарены, как никогда раньше. Внешние слои Солнца раздуются более чем в 100 раз по сравнению с нынешним диаметром, но точные детали его эволюции и то, как эти изменения повлияют на орбиты планет, по-прежнему содержат большие неопределенности.
Но Солнце достигает настоящих размеров после завершения фазы красного гиганта.
Умирающий красный гигант R Sculptoris демонстрирует очень необычный набор выбросов, если смотреть в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне длин волн: обнаруживается спиральная структура. Считается, что это связано с наличием двойного компаньона: чего-то, чего не хватает нашему собственному Солнцу, но что есть примерно у половины звезд во Вселенной. / М. Меркер и др.)
Достигнув асимптотической гигантской ветви, ветры выбрасывают почти весь оставшийся водород.
Эта компактная симметричная биполярная туманность с X-образными шипами, как известно, имеет в своем ядре двойную систему и находится в конце своей асимптотической фазы гигантской ветви жизни. Она начала формироваться в предпланетную туманность, и ее необычная форма вызвана комбинацией ветров, истечений, выбросов и центральной двойной системы в ее ядре., М. Коэн (Калифорнийский университет в Беркли), Х. Бонд (STScI), Т. Чайка (GSFC), ЕКА, НАСА)
Оттоки, спутники и ветры формируют, сотрясают и коллимируют этот звездный выброс.
Ближе к концу жизни солнцеподобной звезды она начинает сбрасывать свои внешние слои в глубины космоса, образуя протопланетную туманность, похожую на туманность Яйцо, показанную здесь. Его внешние слои еще не нагреты центральной сжимающейся звездой до температуры, достаточной для создания настоящей планетарной туманности. Космический телескоп Хаббла/ACS)
Материя проникает в облако Оорта, освещенное как предпланетарная туманность.
Когда центральная звезда нагревается примерно до температуры ~30 000 К, она становится достаточно горячей, чтобы ионизировать ранее выброшенный материал из умирающей звезды, создавая настоящие планетарные туманности. Здесь NGC 7027 совсем недавно преодолела этот порог и все еще быстро расширяется. При диаметре всего от 0,1 до 0,2 световых года это одна из самых маленьких и самых молодых известных планетарных туманностей.)
Ядро сжимается и нагревается дальше, в конечном итоге ионизируя выбрасываемый материал.
Обычно планетарная туманность выглядит похожей на показанную здесь туманность Кошачий глаз. Центральное ядро расширяющегося газа ярко освещается центральным белым карликом, в то время как рассеянные внешние области продолжают расширяться, освещаясь гораздо слабее. Протяженный ореол материи за пределами типичной планетарной туманности сформировался в течение примерно 100 000 лет из-за ранее выброшенного материала. Вся туманность простирается примерно на 4 световых года.)
Эта сияющая фаза планетарной туманности длится примерно от 10 000 до 20 000 лет.
От самого раннего начала до своего окончательного размера, прежде чем исчезнуть, звезды будут расти от размера Солнца до размера красного гиганта (орбита Земли) до ~ 5 световых лет в диаметр, как правило. Крупнейшие известные планетарные туманности могут достигать примерно вдвое большего размера, до ~10 световых лет в поперечнике.
Планетарные туманности со временем увеличиваются, обычно достигая ~5 световых лет в поперечнике.
Шарплесс 2-188, одна из крупнейших известных планетарных туманностей диаметром почти 10 световых лет, все еще расширяется, но не так асимметрична, как кажется. Ее высокая скорость относительно межзвездной среды, также наполненной газом, придает асимметричный вид, но сама туманность имеет почти сферическую форму.
Наконец материал остывает, становится нейтральным, невидимым и исчезает.
Эта анимация показывает, насколько значительным было выцветание туманности Стингрей с 1996 года. Обратите внимание на фоновую звезду, чуть выше слева от центрального, тускнеющего белого карлика, который остается постоянным с течением времени, что подтверждает что сама туманность значительно тускнеет., М. Герреро (Институт астрофизики Андалусии) и Г. Рамос-Лариос (Университет Гвадалахары))
Воссоединение с межзвездной средой, выбрасываемый материал вносит свой вклад в будущие звездные и планетарные поколения.
Межзвездная среда, обычно невидимая, за исключением света, который она поглощает, может освещаться либо отражая свет звезд, либо возбуждаясь и излучая собственный свет. Здесь ранее обогащенная межзвездная среда раскрывается горячими новыми звездами в центральном молодом звездном скоплении.
Mostly Mute Monday рассказывает астрономическую историю с помощью изображений, визуальных эффектов и не более 200 слов. Меньше болтай; улыбайся больше.