Od početka ljudske povijesti ljudi su shvatili da je Sunce središnji dio života kakvog poznajemo. Njegova važnost za bezbroj mitoloških i kozmoloških sustava diljem svijeta svjedoči o tome. Ali kako je naše razumijevanje toga sazrijevalo, naučili smo da je Sunce bilo ovdje mnogo prije nas i da će biti ovdje dugo nakon što nas ne bude. Nakon što je nastalo prije otprilike 4,6 milijardi godina, naše Sunce je započelo svoj život otprilike 40 milijuna godina prije nego što je nastala naša Zemlja.
Od tada se Sunce nalazi u onome što je poznato kao njegova glavna sekvenca, gdje nuklearna fuzija u njegovoj jezgri uzrokuje da emitira energiju i svjetlost, održavajući nas ovdje na Zemlji hranjenima. To će trajati još 4,5 – 5,5 milijardi godina, nakon čega će iscrpiti zalihe vodika i helija i proći kroz neke ozbiljne promjene. Pod pretpostavkom da je čovječanstvo još uvijek živo i Zemlju zove domom u ovom trenutku, mogli bismo razmisliti o tome da se sklonimo s puta!
Rođenje našeg sunca:
Prevladavajuća teorija o tome kako su nastali naše Sunce i Sunčev sustav poznata je kao Nebularna teorija , koji kaže da su Sunce i svi planeti počeli prije više milijardi godina kao divovski oblak molekularnog plina i prašine. Zatim, prije otprilike 4,57 milijardi godina, ovaj oblak je doživio gravitacijski kolaps u svom središtu, gdje je sve od zvijezde u prolazu do udarnog vala uzrokovanog supernovom pokrenulo proces koji je doveo do rođenja našeg Sunca.
U osnovi, to se dogodilo nakon što su se džepovi prašine i plina počeli skupljati u gušće regije. Kako su te regije uvlačile sve više i više materije, očuvanje zamaha uzrokovalo je njihovo počeće rotirati, dok je povećanje pritiska uzrokovalo njihovo zagrijavanje. Većina materijala završila je u kugli u sredini dok je ostatak materije bio spljošten u veliki disk koji je kružio oko njega.
Mlade zvijezde oko sebe imaju disk plina i prašine koji se naziva protoplanetarni disk. Iz ovog diska nastaju planeti, a prisutnost vodenog leda u disku utječe na to gdje se formiraju različite vrste planeta. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Lopta u središtu bi na kraju formirala Sunce, dok bi materijalni disk formirao planete. Sunce je zatim provelo sljedećih 100 000 godina kao protozvijezda u kolapsu prije nego što su temperatura i pritisci u unutrašnjosti zapalili fuziju u njegovoj jezgri. Sunce je počelo kao a T Bik zvijezda – divlje aktivna zvijezda koja je izbacila intenzivan solarni vjetar. I samo nekoliko milijuna godina kasnije, ustalio se u sadašnjem obliku.
Glavni slijed:
Proteklih 4,57 milijardi godina (dajte ili uzmite dan ili dva), Sunce je bilo u glavnom slijedu svog života. Ovo je karakterizirano procesom u kojem se vodikovo gorivo, pod ogromnim pritiskom i temperaturama u svojoj jezgri, pretvara u helij. Osim što mijenja svojstva sastavne tvari, ovaj proces također proizvodi ogromnu količinu energije. Sve u svemu, svake sekunde, 600 milijuna tona materije pretvara se u neutrine, sunčevo zračenje i otprilike 4 x 1027Vati energije.
Naravno, ovaj proces ne može trajati vječno jer ovisi o prisutnosti tvari koja se redovito troši. Kako vrijeme prolazi i sve više vodika se pretvara u helij, jezgra će se nastaviti skupljati, dopuštajući vanjskim slojevima Sunca da se pomaknu bliže središtu i iskuse jaču gravitacijsku silu.
To će staviti veći pritisak na jezgru, čemu se odupire rezultirajući porast brzine fuzije. U osnovi, to znači da kako Sunce nastavlja trošiti vodik u svojoj jezgri, proces fuzije se ubrzava, a izlaz Sunca se povećava. Trenutno to dovodi do povećanja svjetline od 1% svakih 100 milijuna godina i povećanja od 30% tijekom posljednjih 4,5 milijardi godina.
Životni ciklus zvijezde nalik Suncu, od njenog rođenja na lijevoj strani okvira do njezine evolucije u crvenog diva na desnoj strani nakon milijardi godina. Zasluge: ESO/M. Kornmesser
Za otprilike 1,1 milijardu godina od sada, Sunce će biti 10% svjetlije nego danas. Ovo povećanje svjetline također će značiti povećanje toplinske energije, one koju će Zemljina atmosfera apsorbirati. To će potaknuti odbjegli efekt staklenika koji je sličan onome što je Veneru pretvorilo u strašni staklenik kakav je danas.
Za 3,5 milijardi godina Sunce će biti 40% svjetlije nego što je sada, što će uzrokovati kipuće oceana, trajno otapanje ledenih kapa i gubitak vodene pare u atmosferi. U tim uvjetima, život kakav poznajemo neće moći preživjeti nigdje na površini, a planet Zemlja će se u potpunosti transformirati u još jedan vrući, suhi svijet, baš poput Venere.
Faza crvenog diva:
Za 5,4 milijarde godina od sada, Sunce će ući u ono što je poznato kao Crveni div faza njegove evolucije. To će početi kada se sav vodik iscrpi u jezgri, a inertni helijev pepeo koji se tamo nakupio postane nestabilan i kolabira pod vlastitom težinom. To će uzrokovati da se jezgra zagrije i postane gušća, što će uzrokovati povećanje veličine Sunca.
Izračunato je da će Sunce koje se širi će narasti dovoljno veliko da obuhvati orbitu Merkur , Venera , a možda čak i Zemlje. Čak i kada bi Zemlja preživjela usljed konzumiranja, njezina nova blizina intenzivnoj toplini ovog crvenog sunca spržila bi naš planet i učinila potpuno nemogućim opstanak života. Međutim, astronomi su primijetili da kako se Sunce širi, vjerojatno će se promijeniti i orbita planeta.
Kada Sunce dosegne ovu kasnu fazu u svojoj zvjezdanoj evoluciji, izgubit će ogromnu količinu mase zahvaljujući snažnim zvjezdanim vjetrovima. U osnovi, kako raste, gubi masu, uzrokujući spiralno okretanje planeta prema van. Dakle, pitanje je, hoće li Sunce koje se širi prestići planete koji spiralno idu prema van, ili će Zemlja (a možda čak i Venera) pobjeći njegovom zahvatu?
K.-P Schroder i Robert Cannon Smith dva su istraživača koji su se pozabavili upravo tim pitanjem. U istraživačkom radu pod naslovom “ Revidirana daleka budućnost Sunca i Zemlje ” koji se pojavio uMjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva, izvršili su izračune s najnovijim modelima zvjezdane evolucije.
Prema Schroderu i Smithu, kada Sunce postane zvijezda crvenog diva za 7,59 milijardi godina, počet će brzo gubiti masu. Dok dosegne svoj najveći radijus, 256 puta veći od sadašnje veličine, bit će smanjen na samo 67% svoje trenutne mase. Kada se Sunce počne širiti, učinit će to brzo, proći kroz unutarnji Sunčev sustav za samo 5 milijuna godina.
Zatim će ući u svoju relativno kratku (130 milijuna godina) fazu izgaranja helija, u kojoj će se točki proširiti mimo orbite Merkura, a zatim i Venere. Dok se približi Zemlji, gubit će 4,9 x 10dvadesettona mase svake godine (8% mase Zemlje).
Ali hoće li Zemlja preživjeti?:
Ovo je mjesto gdje stvari postaju pomalo “dobre vijesti/loše vijesti”. Loša vijest, prema Schroderu i Smithu, je da Zemlja NEĆE preživjeti ekspanziju Sunca. Iako bi se Zemlja mogla proširiti na orbitu 50% udaljeniju od današnje (1,5 AJ), neće dobiti priliku. Sunce koje se širi progutat će Zemlju neposredno prije nego što stigne do vrha faze crvenog diva, a Suncu bi još ostalo 0,25 AJ i 500 000 godina za rast.
Umjetnikov dojam zvijezde crvenog diva. Zasluge: NASA/ Walt Feimer
Kada uđe u atmosferu Sunca, Zemlja će se sudariti s česticama plina. Njegova orbita će se raspasti i spiralno će se prema unutra. Da je Zemlja trenutno samo malo dalje od Sunca, na 1,15 AJ, mogla bi preživjeti fazu širenja. Kad bismo mogligurnutinaš planet na ovoj udaljenosti, također bismo bili u poslu. Međutim, takav razgovor je u potpunosti spekulativan i trenutno je u području znanstvene fantastike.
A sada dobre vijesti. Mnogo prije nego što naše Sunce uđe u fazu Crvenog diva, tj useljiva zona (kao što znamo) će nestati. Astronomi procjenjuju da će se ova zona proširiti izvan Zemljine orbite za oko milijardu godina. Sunce koje grije isparivat će Zemljine oceane, a zatim će sunčevo zračenje izbaciti vodik iz vode. Zemlja više nikada neće imati oceane i na kraju će se rastaliti.
Da, to su dobre vijesti… na neki način. Ali dobra strana ovoga je što možemo s povjerenjem reći da će čovječanstvo biti prisiljeno napustiti gnijezdo mnogo prije nego što ga proguta Sunce. A s obzirom na činjenicu da imamo posla s vremenskim okvirima koji su daleko iznad svega s čime se uistinu možemo nositi, ne možemo biti sigurni da nas neki drugi kataklizmični događaj neće prije oduzeti ili da se nećemo odmaknuti daleko od našeg trenutnog evolucijska faza.
Zanimljiva sporedna korist bit će kako će promjenjive granice nastanjive zone našeg Sunca promijeniti i Sunčev sustav. Dok Zemlja, na samo 1,5 AJ, više neće biti unutar Sunčeve nastanjive zone, veći dio vanjskog Sunčevog sustava bit će. Ova nova useljiva zona protezat će se od 49,4 AJ do 71,4 AJ – duboko u Cooperov pojas – što znači da će se nekadašnji ledeni svjetovi otopiti, a tekuća voda će biti prisutna izvan orbite Pluton .
Možda Eris bit će naš novi rodni svijet, patuljasti planet Pluton bit će nova Venera, i Haumeau , Željeti , a ostatak će biti vanjski “Sunčev sustav”. Ali ono što je možda najfascinantnije u svemu ovome je kako su ljudi uopće u iskušenju da se zapitaju 'hoće li i dalje biti ovdje u budućnosti', pogotovo kada je ta budućnost za milijarde godina od sada.
Nekako nas i dalje fasciniraju teme onoga što je bilo prije nas, i onoga što će biti ovdje kada nas ne bude. A kada se bavimo stvarima poput našeg Sunca, Zemlje i poznatog Svemira, to postaje potpuno neophodno. Naše dosadašnje postojanje bilo je bljesak u odnosu na kozmos, a koliko ćemo izdržati ostaje otvoreno pitanje.
Napisali smo mnogo zanimljivih članaka o sunce ovdje u Universe Today. evo Koje je boje Sunce? , Kakva je zvijezda Sunce? , Kako Sunce proizvodi energiju? , i Možemo li Terraformirati Sunce?
Astronomy Cast također ima nekoliko zanimljivih epizoda na tu temu. Provjeri ih- Epizoda 30: Sunce, pjege i sve , Epizoda 108: Život Sunca , Epizoda 238: Sunčeva aktivnost .
Za više informacija, provjerite NASA-in vodič za solarni sustav .