Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты - Жак Поль

в два с половиной миллиона световых лет. Астрономы сегодня гораздо точнее, чем прежде, определяют лучевую скорость объекта, то есть скорость его движения по лучу зрения. Они приходят к выводу, что Млечный Путь и М31 движутся навстречу друг другу со скоростью сто двадцать километров в секунду. Встреча произойдет примерно через четыре миллиарда лет. Вряд ли это будет похоже на удар. Расстояния между звездами столь огромны по сравнению с их размерами, что в процессе слияния галактик их звезды, скорее всего, просто пройдут друг мимо друга, не входя в непосредственный контакт. Другое дело межзвездные облака, размер которых гораздо больше, – их взаимодействие приведет к мощным вспышкам звездообразования, которые закончатся почти полным истощением запасов межзвездного газа в обеих галактиках.

Звездные орбиты в процессе взаимопроникновения галактик испытают сильные деформации, вызванные гравитационными возмущениями. Звезды, которые прежде обращались по круговым орбитам в плоскости своего галактического диска, после перемешивания могут перейти на орбиты с различными углами наклона. Встреча Млечного Пути с М31 приведет в конце концов к слиянию двух «островных вселенных». Гигантское образование, появившееся в результате этого процесса, будет почти полностью лишено межзвездного газа. Звездообразование в нем практически остановится – это будет скопление старых звезд на беспорядочно расположенных орбитах. В результате сформируется гигантская эллиптическая галактика, для которой астрономы уже придумали имя Милкомеда – Млечный Путь (Milky Way) и Андромеда. Со временем Милкомеда поглотит и все остальные галактики Местной группы.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Образование диска Млечного Пути (8,8 миллиарда лет назад)

Столкновение в Местной группе галактик (5,2 миллиарда лет назад)

Коллапс Местной группы (через 300 миллиарда лет)

Через 7,5 миллиарда лет

Солнце становится красным гигантом

Термоядерные конвульсии раздувают солнечную оболочку. В небе раскаленной, давно покинутой человечеством Земли сияет гигантский красный шар: люди отправились обживать другие миры.

Через десять с половиной миллиарда лет после своего рождения Солнце переживает нарушение гидростатического баланса в своем ядре, до того исправно обеспечивавшем регулярное производство энергии за счет ядерной реакции превращения водорода в гелий. Теперь в ядре Солнца водорода больше нет. Без «ядерного топлива» термоядерные реакции резко замедлились: ядро звезды почти полностью превратилось в гелий. Оно сжалось и сильно разогрелось.

В следующей фазе солнечной эволюции на периферийных участках ядра появляются зоны синтеза водорода. Эти участки формируют активную оболочку, которая постепенно распространяется вовне в поисках все новых запасов водорода. Рост температуры в центральной зоне, вызванный сжатием солнечного ядра, стимулирует ядерные реакции внутри оболочки. Всплеск активности, следующий за этими процессами, ведет к росту давления в наружных слоях Солнца: оно увеличивается в размерах, его светимость растет, температура на поверхности падает, и Солнце заметно краснеет. Звезда вступает в фазу эволюции, хорошо изученную астрофизиками: становится красным гигантом. Чтобы представить себе, во что превратится Солнце через пять с лишним миллиарда лет, можно посмотреть на Капеллу, самую яркую звезду созвездия Возничего, расположенную на расстоянии чуть больше сорока световых лет от Солнечной системы.

Фаза красного гиганта для Солнца продлится более миллиарда лет. Наша звезда будет постепенно раздуваться, ее радиус достигнет весьма внушительной величины: три четверти астрономической единицы, что в сто шестьдесят раз больше, чем ее сегодняшний радиус. К концу фазы она будет излучать в две тысячи раз больше энергии, чем сегодня. В результате, в зоне обитания Солнечной системы окажутся луны газовых гигантов. Солнце потеряет значительную часть своей массы – за счет все более и более мощного солнечного ветра. Сохранение углового момента Солнечной системы потребует увеличения радиусов планетных орбит, и поэтому, несмотря на новые огромные размеры, Солнце поглотит только Меркурий. Пока огромное красное Солнце царит на небосводе горячей Земли, превратившейся в сплошное море лавы, человечество процветает на пригодных для жизни планетах новой эллиптической галактики Милкомеда, образовавшейся в результате слияния Млечного Пути и Мессье 31.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Образование диска Млечного Пути (8,8 миллиарда лет назад)

Солнце – атомная электростанция (4,57 миллиарда лет назад)

Слияние Млечного Пути с туманностью Андромеды (Через 4 миллиарда лет)

Конец Солнца (Через 7,8 миллиарда лет)

Через 7,8 миллиарда лет

Конец Солнца

Солнце потеряло половину своей массы, и в его недрах завершаются реакции ядерного синтеза. Ядро постепенно сжалось до состояния белого карлика, окруженного сброшенными Солнцем оболочками.

Через двенадцать миллиарда лет после рождения Солнца завершается фаза красного гиганта. В результате ядерного выгорания водорода в солнечных недрах образуется гелиевое ядро. Давление излучения, создаваемого ядерными реакциями, слабеет, ядро сжимается и разогревается до сотен миллионов кельвинов. Это приводит к тому, что ядра гелия начинают слипаться в ядра углерода в результате тройного альфа-процесса – цепочки термоядерных реакций, которая создает из трех ядер гелия – альфа-частиц – одно ядро углерода. Этот процесс сильно зависит от температуры и начинается с резкого скачка скорости реакций, который астрофизики называют «гелиевой вспышкой». Внезапный приток энергии перестраивает центральные области звезды: ядро Солнца расширяется, а оболочка сжимается. Начинается очередная устойчивая фаза, напоминающая эпоху синтеза водорода, но гораздо короче – всего около ста миллионов лет.

Запасы гелиевого топлива быстро истощаются – синтез гелия в ядре прекращается. Аналогично тому, как это происходило в предшествующей фазе, гелиевый синтез перемещается в окружающие ядро оболочки; серия гелиевых вспышек заставляет эти оболочки расширяться. Солнце вновь становится красным гигантом. За время, прошедшее с момента первой гелиевой вспышки, его радиус увеличивается до целой астрономической единицы. Но из-за того, что во время предшествующих процессов Солнце утратило значительную часть своей массы, по закону сохранения углового момента, радиус земной орбиты растет и Земле довольно долго удается избегать поглощения Солнцем. Однако приливные силы, которыми Солнце воздействует на планету, подталкивают ее обратно к красному гиганту. Окруженная облаками газа из сброшенных Солнцем оболочек, Земля постепенно по спиральной траектории опускается в недра Солнца и испаряется.

Солнце расширяется с каждой гелиевой вспышкой; его внешние слои постепенно расходятся в пространстве в виде огромной планетарной туманности. Это немного сбивающее с толку название предложил в конце XVIII века Уильям Гершель для обозначения небесных тел, которые, по его мнению, своим видом напоминали планеты, например Уран, который он незадолго до этого открыл. Потеряв половину своей массы, Солнце превращается в сверхплотный шар, лишь немногим больше нынешней Земли, однако в двести тысяч раз массивнее. Разогревшись в процессе образования до температуры в сто шестьдесят тысяч кельвинов, белый карлик будет светить еще миллиарды лет.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Будущая сверхновая (–14 тысяч)

Солнце становится красным гигантом (Через 7,5 миллиарда лет)

Через 20 миллиарда лет

Большой разрыв?