В погоне за Солнцем

Эти процессы происходят во вселенной уже миллиарды лет и будут продолжаться еще много миллиардов. Как минимум 2,5 млрд лет назад Солнце сжалось до диаметра в 300 млн км, затем уменьшилось до диаметра нынешней орбиты Земли. После этого в какой-то момент образовалась Земля (примерно тогда же Солнце начало излучать свет). Солнце продолжает свое сжатие, но не с такой скоростью, чтобы это предвещало его скорый конец: оно теряет несколько миллионов тонн материи ежесекундно – массовый эквивалент энергии, которую оно производит своими термоядерными реакциями. Еще несколько миллионов тонн выбрасываются солнечным ветром и другими частицами.

В конечном итоге Солнце охладится, но сперва ему придется пройти через долгий период, в течение которого оно будет становиться все горячее. По мере превращения в солнечном ядре водорода в гелий сжатие будет усиливать гравитационное поле Солнца и поднимать его внутреннюю температуру, так что оно начнет немного расширяться. Наконец оно нагреется до такой степени, что начнутся новые термоядерные реакции, ядра гелия станут образовывать ядра более тяжелых элементов, таких как углерод, кислород, магний и кремний, но к этому времени равновесие будет нарушено, начнется процесс расширения. Солнце распухнет, в поперечнике станет примерно в 256 раз больше, чем сегодня, и в 2730 раз ярче, излучая гораздо интенсивнее своей расширившейся поверхностью, – оно превратится в красного гиганта.

В течение следующих нескольких миллиардов лет Солнце будет спокойно и планомерно синтезировать атомы, только вместо сжигания водорода, который начнет истощаться, оно перестроит свою структуру, чтобы сжигать следующее топливо, имеющееся в больших количествах, – гелий. Для этого ему придется поднять температуру ядра еще выше – внутренние области сожмутся и станут еще горячее. Одновременно с этим внешние области еще больше расширятся. В свой последний миллиард лет Солнце станет еще на 10 % ярче, нагревая земную поверхность до температуры в 2000 °C, от которой планета начнет плавиться. Вот как Деннис Овербай изображает эту картину:

Скользя по объятой пламенем кромке гиганта, голая, выжженная Земля своей гравитацией произведет на Солнце небольшое выпячивание материи. Но трение притормозит это вздутие на его пути по направлению к Земле. Гравитационное же усилие со стороны вздутия замедлит Землю и спровоцирует ее движение по спирали вниз, где трение о газы солнечной расширившейся атмосферы замедлит ее еще больше. Затем она устремится прямиком вниз [на Солнце][994]

.

Научный консенсус обещает нам около 5,7 млрд лет жизни на нашей планете, но не человеческой жизни, продолжительность которой будет значительно короче. Нашими долгосрочными противниками окажутся жара и нехватка двуокиси углерода: через 500 млн лет концентрация этого газа в атмосфере окажется слишком низкой для того, чтобы растения могли продолжать процесс фотосинтеза, средняя температура на Земле поднимется до 49 °C. В течение следующего миллиарда лет после исчезновения растений атмосфера заполнится паром, как это было на заре планеты, и будет прожариваться интенсивным солнечным светом. Через 2,5 млрд лет исчезнет последняя водяная молекула, и Земля превратится в жаркий мертвый мир, покрытый расплавленной породой.

Предположительно Земля может избежать поглощения Солнцем, в отличие от Меркурия и Венеры. Эти две планеты будут проглочены Солнцем, как только оно достигнет максимума в своей новой роли красного гиганта. Последние исследования показывают, что, хотя Земля и находится примерно на границе между сценарием поглощения Солнцем и спасением, первый вариант более вероятен. Но, если наша планета и останется за пределами огромного раздутого Солнца, его непомерный жар все равно испарит ее.

Если все же Земля избежит и той и другой судьбы, что это будет значить для нас? Сохранится ли какая-то возможность для продолжения человеческой жизни? Один такой сценарий предполагается, судя по происходящему с планетами соседней галактики. Примерно два раза в месяц мы обнаруживаем очередной мир: задокументировано уже около семисот пятидесяти таких миров. В 2007 году астрономы наткнулись на планету земного типа, названную V 391 Pegasi

– газовый гигант примерно в три раза массивнее Юпитера, вращающийся на расстоянии в 240 млн км от слабой звезды в созвездии Пегаса. Эта звезда вспыхнула красным гигантом и потеряла половину своей массы, но не уничтожила планету. Возможно, если смог выжить V 391 Pegasi, сможет и Земля[995].