Астрономия

Внешние планеты Солнечной системы

Между тем за пределами «линии замерзания» разыгрывался совершенно иной сценарий. Поскольку там было так много нетронутого материала, планетезимали росли быстрее и до большего размера по сравнению с планетами земной группы. Благодаря своим огромным массам эти тела смогли захватывать имевшиеся поблизости в большом количестве водород и гелий. Это газовые гиганты — крупнейшие планеты Солнечной системы.

Последующая эволюция внешних планет несколько сложнее, чем у планет земного типа. Газовые гиганты Юпитер и Сатурн образовались быстро, как описано выше, а вот расположенные за ними Уран и Нептун, по-видимому, сформировались позже и гораздо ближе к Солнцу, чем они находятся сейчас. К тому же они образовались, когда Солнце испускало в космос интенсивные потоки частиц, которые выдули большую часть первичного водорода и гелия из Солнечной системы. В результате эти две планеты оказались меньше по размеру. Более того, по своему химическому составу они отличаются от Юпитера и Сатурна. Их часто называют ледяными, а не газовыми гигантами, чтобы подчеркнуть эту разницу.

Четыре планеты-гиганта, а также все оставшиеся планетезимали вместе с прочими объектами продолжали двигаться по своим орбитам, гравитационно взаимодействуя друг с другом. Согласно модельным расчетам, Юпитер сформировался на внешнем крае того образования, которое принято сейчас называть поясом астероидов. Последовательность сложных гравитационных взаимодействий Юпитера, Сатурна и оставшегося вещества в протопланетном диске запускает цепь событий, которые астрономы называют Большим галсом (по названию маневра парусного судна при движении против ветра).

На этой иллюстрации изображен бурный процесс формирования Земли в самом начале существования Солнечной системы, когда внутренние планеты подвергались бомбардировке бесчисленными планетезималями и в результате нагревались.

Большой галс начался с того, что Юпитер сместился к Солнцу и расположился между нынешними орбитами Марса и Земли. В ходе этого дрейфа зарождающаяся планета рассеивала вещество протопланетного диска, частично вышибая его за пределы Солнечной системы, а частично закидывая на Солнце. В этот момент гравитационное взаимодействие Юпитера и Сатурна (чья орбита также сместилась внутрь) привело к изменению направления дрейфа планет-гигантов на противоположное и перемещению их наружу, на современные орбиты.

Другим результатом этих маневров было то, что орбита Нептуна оказалась вытеснена наружу, так что она влетела в остатки протопланетного диска, словно шар для боулинга в кегли. К этому времени диск расширился примерно до размеров нынешней орбиты Урана, а ко времени окончания планетных миграций система уже вышла далеко за пределы нынешней орбиты Плутона.

Большой галс позволяет объяснить ряд особенностей внутренней Солнечной системы. Например, потеря столь большого количества вещества протопланетного диска объясняет, почему Марс намного меньше Земли и Венеры, — предназначенный для него запас строительных материалов был попросту выброшен из Солнечной системы. Это же соображение позволяет объяснить, почему в поясе астероидов осталось так мало вещества.

Результатом всех этих дрейфов стал период длительностью несколько сотен миллионов лет, который отличался высокой интенсивностью столкновений, затронувших все тела во внутренней Солнечной системе. Этот период получил название Поздней тяжелой бомбардировки. Оставленные им шрамы видны в кратерах, которые дожили до наших дней на поверхности безвоздушных тел, таких как Меркурий и Луна.

За последние несколько десятилетий астрономы поняли, что ранняя эволюция Солнечной системы была весьма непохожа на спокойный, упорядоченный коллапс, который представлял Лаплас в XVIII веке. Но после окончания первоначальных фейерверков Солнечная система стала гораздо более упорядоченным и предсказуемым местом — как раз то, что нужно для начала путешествия по первой из наших вселенных.

Кликните по картинке, она откроется в новом окне и ее можно будет увеличить

Форма, размер и рельеф Земли

Земной шар является 3-м по отдаленности от Солнца. На сегодняшний день это единственная планета с живыми организмами. Ее возраст примерно 4,5 млрд. 3,8 млрд. лет назад на ней велась активная вулканическая деятельность, дули сильные ветры, шли проливные дожди. В результате начали формировать первые материки и океаны. Примитивная жизнь зародилась около 2,5 млрд. лет назад.

В результате долгих исследований учеными было установлено, что форма Земли – эллипсоид, сплюснутый с двух сторон. В связи с этим ее экваториальный радиус немного больше, чем полярный. Самыми отдаленными точками от центра Земного шара считаются гора Уаскаран и вулкан Чимборасо.

На Земном шаре выделяют 6 материков и 5 океанов. 2/3 земной поверхности занято водами Мирового океана, и только лишь 1/3 – это суша.

Все неровности на земной поверхности называют рельефом Земли. Формировался он на протяжении многих тысячелетий в результате внешних и внутренних процессов. Основные события, которые влияют на формы рельефа Земли:

• движение тектонических структур, что приводит к формированию разломов, появлению складок, извержению вулканов;
• выветривание – на образование рельефа также влияют ветры, вода, живые организмы;
• деятельность человека.

Рельеф земной поверхности меняется очень медленно, для этого требуются миллионы лет. Только в результате какого-нибудь стихийного бедствия может произойти моментальная смена формы незначительного участка Земли.

Всего существует четыре основных формы рельефа Земли: горы, плато, холмы, равнины.

• Горы – возвышенности, высота которых превышает 500 метров. Они занимаю 25% рельефа поверхности Земли. Самая высокая точка планеты – г. Эверест, ее высота 8848 м. В число высочайших пиков также входят Чогори, Лхоцзе, Макалу Чо-Ойю.
• Равнины – основная форма рельефа Земли. В эту группу попадает любая территория, в пределах которой разница между самой низкой и самой высокой точкой не превышает 200 метров. Крупнейшими равнинами планеты считаются – Амазонская низменность, Восточно-Европейская равнина, Среднесибирское плоскогорье, Аравийское плоскогорье, Западно-Сибирская низменность.
• Холмы – небольшие возвышенности. Средняя высота 200 метров. Как правило, они не объединяются в системы, а располагаются одиночно.
• Плато – это определенные участки равнин, расположившиеся на некой возвышенности. Они бывают и на суше, и на морском дне.

Структура и состав

При наблюдении видно, что Млечный Путь разделяет небесное пространство на два практически одинаковых полушария. Это говорит о том, что наша система расположена возле галактической плоскости. Заметно, что у галактики низкий уровень поверхностной яркости из-за того, что газ и пыль сконцентрированы в диске. Это не только не позволяет рассмотреть галактический центр, но и понять, что скрывается по ту сторону. Вы легко обнаружите центр галактики Млечный Путь на нижней схеме.

Структура Млечного Пути: вид сверху

Если бы вам удалось вырваться за пределы Млечного Пути и получить перспективу для обзора сверху, то перед вами предстала спираль с баром. Простирается на 120000 световых лет и 1000 световых лет в ширину. Многие годы ученые думали, что видят 4 рукава, но их всего два: Щита-Центавра и Стрельца.

Рукава создаются плотными волнами, вращающимися вокруг галактики. Они передвигаются по площади, поэтому сдавливают пыль и газ. Этот процесс запускает активное рождение звезд. Подобное происходит во всех галактиках этого типа.

Если вам попадались фото Млечного Пути, то все они являются художественными интерпретациями или же другими похожими галактиками. Нам было сложно осознать его внешний вид, так как мы расположены внутри. Представьте, что вы хотите описать дом снаружи, если никогда не покидали его стен. Но ведь всегда можно выглянуть в окно и посмотреть на соседние строения. На нижнем рисунке можно легко понять, где находится Солнечная система в галактике Млечный Путь.

Система рукавов Млечного Пути

Наземные и космические миссии позволили понять, что в галактике проживают 100-400 миллиардов звезд. У каждой из них может быть одна планета, то есть, галактика Млечный Путь способна приютить сотни миллиардов планет, 17 миллиардов из которых по размеру и массе подобны Земле.

Примерно 90% галактической массы уходит на темную материю. Никто так и не может объяснить, с чем мы сталкиваемся. В принципе, ее пока не удалось увидеть, но мы знаем о присутствии благодаря быстрому галактическому вращению и прочим воздействиям. Именно она удерживает галактики от разрушений при вращении. Посмотрите видео, чтобы больше узнать о звездах Млечного Пути.

Микроволновое излучение

Появление серьезного отношения к теории Большого Взрыва произошло после обнаружения следов реликтового излучения, которое подтверждает начальный импульс огромной силы, создающий Вселенные. С 2001 года в космос был отправлен аппарат, созданный специально для исследования микроволнового древнейшего излучения. На основе полученных данных астрономы смогли создать новую карту распределения реликтовых следов. Анализ структуры микроволн внутри и за пределами Млечного Пути показал ту же цифру, составляющую примерно 13,7 миллиардов лет, что и является подтвержденным возрастом нашей Вселенной.

Структура и состав Млечного Пути

Даже по приближенным расчетам, в нашей галактике не менее 200 миллиардов звезд. Преимущественное большинство их локализовано в зоне с формой сплющенного диска.

Ядро

В центральной части Галактики есть утолщенная зона – балдж. Его диаметр – 8 тысяч парсек, он представляет собой звездное скопление эллипсоидной формы. Середина ядра расположена в созвездии Стрельца. Солнце удалено от него примерно на 8500 парсек, или 27,7 тыс. св. лет, или же на 262 квадриллиона километров.

По-видимому, в рассматриваемой зоне находится огромная черная дыра. Ее масса в 4 млн раз больше массы Солнца. Вокруг нее обращается еще один подобный массивный объект, тяжелее солнца в 1000 – 10000 раз, а также несколько тысяч черных дыр помельче, с периодом вращения около сотни лет. Воздействие гравитации от этого центра заставляет близко расположенные от центра звезды вращаться по особым орбитам. Астрономы допускают, что практически все звездные скопления  во Вселенной обращаются вокруг черных дыр.

Ядро Млечного Пути. Это самая богатая туманностями, звездными скоплениями, пылью и газом область нашей галактики.

В рассматриваемых участках Млечного Пути сконцентрировано много звезд. Например, только в одном кубическом парсеке этой области их находится несколько тысяч. Масса галактики распределяется так, что скорость обращения на орбите светил не зависит от того, насколько они удалены от центра. Обычная скорость обращения космических объектов здесь доходит до 240 км/с.

Исследования структуры Млечного пути продолжаются, и, по-видимому, ученые удивят нас новыми открытиями.

Перемычка

Длина этой части Галактики примерно 27 тыс. св. лет. Этот объект проходит сквозь ее  центр под углом 44° относительно границе между Солнцем и центром. Здесь наблюдаются в основном «красные» звезды. Их возраст значительно больше солнечного. Вокруг перемычки находится «Кольцо в пять килопарсек». В нем преобладает молекулярный водород, который является источником образования звезд.

В конце ХХ в. ученые предположили, что Млечный путь – это спиралеподобная галактика, имеющая перемычку. В 2005 г. с использованием мощного телескопа эта гипотеза подтвердилась. Более того, было установлено, что перемычка имеет значительно больший диаметр, нежели это считалось раньше.

Диск

Диаметр диска Галактики – примерно 100 тыс. св. лет. Он вращается намного быстрее, чем гало, и, причем, на разных скоростях. Вблизи черной дыры она приближается к нулю, а вот на удалении примерно 2 тыс. световых лет возрастает до 240 км/с. Затем скорость немного уменьшается, а затем увеличивается до указанного уровня и остается неизменной. Масса галактического диска в 150 миллиардов раз больше массы Солнца.

Вблизи диска находятся молодые звезды (возраст таких объектов не более нескольких миллиардов лет). Молодые космические тела образуют плоскую составляющую, среди них много объектов с высокой температурой. Вблизи плоскости диска находится основное количество газа в виде газовых облаков. Небольшие облака имеют диаметр около одного парсека. Гигантские газовые объекты располагаются во вселенском пространстве на протяжении тысяч световых лет.

Спиральные рукава

Поскольку Млечный Путь относится к спиралевидным звездным скоплениям, у нее есть рукава. Они располагаются в плоскости диска. Сам же диск находится в короне. Существуют такие рукава:

• Лебедя;
• Персея;
• Ориона;
• Стрельца;
• Центавра.

С внутренней стороны рукава Ориона размещено Солнце. Оно вращается вокруг ядра со скоростью – примерно 230 км/с. Один оборот вокруг центра галактики Солнце делает примерно за 240 миллионов лет.

Спиральные рукава галактики Млечный Путь

Гало

Эта часть имеет форму шара и выходит за его границы примерно на 5 – 10 световых лет. Температура гало – 500 тысяч градусов Кельвина. В его составе – старые, малые, малояркие звезды, а также шаровые скопления. Подавляющее большинство таких скоплений расположены ближе 100 тысяч световых лет от центра Млечного Пути, но некоторые шаровые скопления находятся на расстоянии более 200 тысяч световых лет от галактического центра. Центр симметрии гало полностью совпадает с центром диска Галактики.

Звезды в этой области могут встречаться как одиночные, так и в составе скоплений, по несколько миллионов каждое. Их возраст обычно превышает 12 млрд. лет. Здесь процессы звездообразования завершились и в основном встречается темная материя.

Галактическое гало

Объекты, входящие в гало, движутся по весьма вытянутым орбитам. В целом эта область вращается медленно. Отдельные звезды имеют и вовсе хаотичное движение.

Структура Вселенной

Вселенная необъятна, ее размеры невообразимы, но научный подход предполагает, что любое сложное понятие можно разложить «по полочкам» — структурировать, выделить более простые и понятные составные части. Так какая структура у Вселенной, какое ее строение? Примите за аналогию ваш почтовый адрес: вы пишите страну, затем область, населенный пункт, улицу, номер дома и, наконец, номер квартиры. Заметьте, самым крупным понятием в адресе является название страны. Так произошло, потому что следующим, более крупным, обобщающим понятием является название нашей планеты. Но в рамках почтового адреса указывать планету не имеет смысла, потому что и так понятно, что все люди живут на Земле.

А теперь попробуем узнать «адрес» Земли во Вселенной, но пойдем поступательно от меньшего в большему.

Планетарная система

Земля находится в Солнечной системе. В центре системы расположена звезда Солнце, а все прочие космические объекты системы под действием гравитации вращаются вокруг нее. Это обусловлено тем, что масса звезды составляет 99,866% от массы всей системы. Под прочими космическими объектами подразумеваются планеты со спутниками, карликовые планеты и малые тела навроде астероидов.

Галактика

Галактика — это связанная гравитацией система из звезд с их планетарными системами, межзвездного газа и пыли. Все объекты в галактике движутся вокруг общего центра масс. А Солнечная система входит в состав галактики Млечный Путь. По типу (и форме) наша галактика — спиральная с перемычкой, поэтому выделяются так называемые галактические рукава. В Млечном Пути таких рукавов пять (в порядке удаленности от ядра галактики): Лебедя, Центавра, Стрельца, Ориона и Персея. Солнечная система — в рукаве Ориона.

Скопление галактик

Системы галактик, как можно предположить из предыдущих понятий, тоже связаны гравитацией. Увеличиваются массы и расстояния, но принцип сохраняется. Три крупные галактики (наш Млечный путь, а также Андромеда и Треугольник) и несколько десятков соседних карликовых галактик составляют Местную группу галактик. В поперечнике Местная группа имеет около 1 мегапарсека, а ее центр масс — на границе галактик Млечный Путь и Андромеда.

Сверхскопление галактик

Если сгруппировать скопления галактик, то получатся сверхскопления галактик! Сверхскопления включают в себя множество скоплений и межзвездное пространство между ними. Например, Сверхскопление Девы имеет размер около 200 миллионов световых лет и включает в себя порядка 100 групп и скоплений. Оно известно и под другим названием: как Местное сверхскопление галактик, потому что именно в него входит Местная группа галактик, а, значит, в конечном итоге и Земля. Сверхскопление Девы притягивается к Великому Аттрактору, который выступает в роли гравитационного центра и обладает массой в десятки тысяч Млечных Путей. То и другое является частью Ланиакеи, еще большего сверхскопления. Если продолжить укрупнение, то Ланиакея — часть комплекса сверхскоплений Рыб-Кита.

Галактическая нить

Галактическая нить — самое крупное структурное понятие во Вселенной. Другие названия: филамент («нить» в переводе с английского) или комплекс сверхскоплений. Также нить может называться стеной, если одна из ее полуосей в продольном сечении существенно превышает другую. Пустоты между галактическими нитями называются войдами, т.е. именно что пустотами, которые, как предполагается, заполнены темной материей. Определены и найдены следующие галактические нити: Нить Волосы Вероники, Нить Персея-Пегаса, Нить Большой Медведицы, Нить Рыси-Большой Медведицы, Великая стена CfA2 (Великая Северная Стена), Стена Скульптора (Великая Южная Стена), Великая стена Слоуна, Великая стена Геркулес-Северная Корона, Стена Журавль, Стена Печь. Общее количество открытых галактических нитей укладывается всего-навсего в полтора десятка, но можно ожидать скорые новые открытия. А какая же из них — «родная» нам? Нить Персея-Пегаса! Она образуется из двух сверхскоплений галактик: нашего сверхскопления Рыб-Кита и соседнего Персея-Рыб.

В итоге, «космический адрес» нашей планеты во Вселенной такой: Галактическая Нить Персея-Пегаса, комплекс сверхскоплений Рыб-Кита, Ланиакея, сверхскопление Девы, Местная группа галактик, галактика Млечный Путь, рукав Ориона, Солнечная система, планета Земля. До востребования!

Как появились планеты

В свою очередь такие гигантские планеты, как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, образовались уже где-то в точке между орбитами Марса и Юпитера — где-то за границей отрицательных температур, где материал замерзает настолько, что позволяет летучим соединениям сохранять твердую форму в виде льда. Разнообразие этого льда оказалось гораздо шире, чем разнообразие металлов и силикатов, из которых образовались планеты внутренней части Солнечной системы. Это позволило им вырасти настолько огромными, что в конечном итоге у них появились целые атмосферы из водорода и гелия. Оставшийся материал, который так и не был использован для образования планет, сосредоточился в других регионах, сформировав в конечном итоге пояс астероидов, пояс Койпера и облако Оорта.

Ранняя Солнечная система в представлении художника. Столкновение между собой частиц в аккреционном диске привело к формированию планетоземалей и в конце концов планет

В течение следующих 50 миллионов лет давление и плотность водорода в центре протозвезды стали достаточно высокими для начала термоядерной реакции. Температура, скорость реакции, давление и плотность продолжили возрастать до тех пор, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие. С этого момента Солнце превратилось в звезду главной последовательности. Солнечные ветра создали гелиосферу, сметав при этом оставшийся от протопланетарного диска газ и пыль в межзвездное пространство и ознаменовав завершение процесса планетарного формирования.

Знакомство с Солнечной системой

Солнечная система является частью спиралевидной галактики — Млечного пути. В самом ее центре находится Солнце – самый большой обитатель Солнечной системы. Солнце – это горячая звезда, состоящая из газов – водорода и гелия. Оно производит огромное количество тепла и энергии, без которых жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. Солнечная система возникла пять млрд. лет назад в результате сжатия газопылевого облака.

Млечный путь

Центральное тело нашей планетной системы — Солнце (по астрономической классификации — желтый карлик), сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 100), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами (около 1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Все эти объекты объединены в общую систему мощной силой притяжения превосходящей массы Солнца.

Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение занимает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.

Фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то, что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному. Существует корреляция между массой планеты и скоростью осевого вращения. В качестве примеров достаточно упомянуть Меркурий, сутки которого составляют около 59 земных суток, и Юпитер, который успевает сделать полный оборот вокруг своей оси менее, чем за 10 часов.

Планеты солнечной системы

Сколько существует планет?

Планеты и их спутники:

1. Меркурий,
2. Венера,
3. Земля (спутник Луна),
4. Марс (спутники Фобос и Деймос),
5. Юпитер (63 спутника),
6. Сатурн (49 спутника и кольца),
7. Уран (27 спутника),
8. Нептун (13 спутников).

• Астероиды,
• Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),
• Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),
• Объекты облака Орта (Седна, Оркус),
• Кометы (комета Галлея),
• Метеорные тела.

Чем отличается земная группа?

К планетам земной группы традиционно относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс (в порядке удаления от Солнца). Орбиты этих четырёх планет расположены до Главного пояса астероидов. Эти планеты объединяют в одну группу также из-за схожести их физических свойств — они имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность их в несколько раз превосходит плотность воды, они медленно вращаются вокруг своих осей, у них мало или совсем нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры — ни одного).

Планеты земного типа или группы отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется. Температура у планет земной группы значительно выше чем у гигантов (на Венере до плюс 500 С). Элементные составы планет земной группы и планет-гигантов также резко отличаются друг от друга. Юпитер и Сатурн состоят их водорода и гелия примерно в той же пропорции, что и Солнце. У планет земной группы имеется много тяжелых элементов. Земля в основном состоит из железа (35 %), кислорода (29 %) и кремния (15 %). Наиболее распространенные соединения в коре — окислы алюминия и кремния. Таким образом, элементный состав Земли резко отличается от солнечного.

Какие есть планеты-гиганты?

К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают большими размерами, но небольшой плотностью из-за своего газового состава из водорода и гелия. Тем не менее примерно 98 % суммарной массы планет Солнечной системы приходится на массу планет-гигантов!  Тепловой поток из центра Юпитера и Сатурна немного превосходит поток энергии, получаемой планетой от Солнца, тогда как тепловой поток из центра Земли пренебрежимо мал по сравнению с потоком энергии, получаемой Землей от Солнца.Эти планеты удалены на большие расстояния от Солнца, поэтому самые дальние из них — Нептун и Уран, содержат большое количество льда и именуются ледяными гигантами.

Размеры планет солнечной системы

Планеты данного типа обладают большим количеством спутников, в отличие от планет земной группы, и обладают высокой скоростью вращения. Спутниками называются небольшие тела, вращающиеся вокруг планет. Область между планетами наполнена небольшими твердыми частицами и разреженными газами.

Формирование и эволюция Солнечной системы

Возраст Солнечной системы составляет примерно 4,6 млрд лет. Образованию Солнца в космическом пространстве способствовало резкое сжатие облака, состоявшего из обломков астероидов, пыли, мельчайших частиц и газа. Изначальные объемы облака предположительно равнялись нескольким , таким образом оно стало прародителем некоторых звезд.

В результате сжатия под действием гравитации облако уменьшалось, а скорость его вращения возрастала. В центральной части температура постоянно повышалась, а по краям понижалась. Постоянное движение вокруг оси, разность температур и гравитационное сжатие привело к изменению скорости и направления движения, из-за чего газовое образование уплотнилось. В итоге сформировался протопланетный диск, диаметр которого равнялся примерно 200 а. е., состоящий из пыли и газа, с горячей протозвездой в центральной части образования.

Этапы возникновения Солнечной системы

Принято считать, что в этот момент эволюции, Солнце было похоже по своим характеристикам на звезды типа Т Тельца. Из наблюдений, видно, что звезды такого типа часто окружены образованиями, из которых в будущем могут сформироваться планеты.

За 60 миллионов лет в центральной части звезды повысилась плотность содержания водорода и начались термоядерные процессы. В итоге температура, гравитационное давление и плотность ядра стабилизировались и было установлено гидростатическое равновесие. Этот этап завершил формирование звезды.

Солнце постепенно сжигает запасы водорода, а, следовательно, энергия, которая стабилизирует и поддерживает ядро, постепенно заканчивается, заставляя звезду сжиматься. Это приводит к постоянному увеличению яркости примерно на 10% каждые 1,1 миллиарда лет.

По подсчетам ученых примерно через 6,5-7 миллиардов лет водород, содержащийся внутри Солнечного ядра, преобразуется в гелий. Этот этап превратит Солнце в субгиганта, а по прошествии 500 млн лет наружные слои звезды расширятся. Увеличение и разрастание внешних слоев приведет к другой стадии переформирования и Солнце станет красным гигантом.

Ученые прогнозируют, что после увеличения объемов Солнце поглотит все близкорасположенные объекты, включая ближайшие планеты: Меркурий и Венеру. Возможно, Земля не подвергнется поглощению, но она в любом случае не избежит разрушительного воздействия и превратится в мертвую планету.

Жизненный цикл Солнца

Значительно позже в результате неустойчивых термических реакций наружные слои Солнца окончательно рассеются по космическому пространству и сформируют новую планетарную туманность. А на месте Солнца останется только небольшое по размеру ядро, которое превратится сначала в белого, а потом в черного карлика.

https://youtube.com/watch?v=Sy11y-97iio

Первые предположения

Сейчас стало известно об удивительных по точности познаниях древних цивилизаций в устройстве космоса. Вавилонские, египетские, а следом за ними древнегреческие философы и математики пытались ответить на вопросы, связанные с моментом рождения и началом эволюции Вселенной. Индуисты шли своим путем, определив еще во II веке до нашей эры возраст галактики в 1 972 949 091 год, оказавшись ближе всех своих современников к настоящему числу.

Космическая шкала времени

Средневековье отбросило поиски астрономов назад, по сравнению с началом христианской эры. Запреты на проведение астрономических исследований и сожжение на костре за научные доказательства устройства мира, отличные от церковных догм, не только стали тормозом на пути прогресса, но и заставили забыть об уникальных достижениях прежних культур. Опираясь на события, описанные в Библии, теолог из протестантской Англии по имени Джон Лайтфут, сообщил европейскому сообществу, что мир был сотворен всего за 3 929 лет до рождения Христа. Но даже такие выдающиеся ученые, как И. Ньютон и И. Кепплер, недалеко ушли от выводов церковных деятелей, прибавив по 500-600 лет к предложенной ими дате сотворения мира.

Планеты земного типа

Наиболее близкие к Солнцу, — так называемые планеты земного типа: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Несмотря на то, что у них сходный железно-каменный состав, эти планеты сильно отличаются друг от друга.

Меркурий — неуловимый «полустанок»

Меркурий очень маленький, у него нет атмосферы, в этом смысле он вообще очень похож на Луну. Подсолнечная сторона Меркурия нагрета до очень высокой температуры, а ночная сторона из-за отсутствия атмосферы охлаждается до очень низких температур.

Меркурий

(Фото: NASA)

Несмотря на то, что Меркурий близко находится к Земле, эта планета мало изучена, потому что лететь к ней очень трудно. Земля со скоростью 30 км/с вращается вокруг Солнца. Получается, будто вы мчитесь на скоростном поезде, а Меркурий — это маленький полустанок, на котором вы не можете сойти: вы его видите, он близко, но поезд несется. Нужно предпринять какие-то специальные усилия, чтобы на нем выскочить. Например, слететь с поезда с ракетным ранцем и отрулить на этот полустанок — использовать очень мощные средства.

Футурология

Усыпанная алмазами планета: чем уникален Меркурий

Венера — подающая надежды

Следующая планета от Солнца — Венера. Мы знаем, что у нее есть атмосфера. Впервые ее обнаружил еще Михаил Ломоносов во время очень редкого события — прохождения Венеры по диску Солнца. Так что люди уже довольно давно могли фантазировать о том, что на Венере может быть жизнь. Но на Венере слишком жарко, и атмосфера состоит вовсе не из того, чего хотелось бы земным живым существам. Так что, по всей видимости, жизни на Венере нет.

Венера

(Фото: Shutterstock)

Но чуть больше года назад одна из групп наблюдателей обнаружила в атмосфере Венеры фосфин. Молекула фосфина включает в себя фосфор, а он, в свою очередь, участвует в биологических процессах. Точный ответ дадут только прямые измерения в атмосфере Венеры. Это очень интересно, потому что в течение долгого времени Венера была вычеркнута из списка потенциально обитаемых объектов Солнечной системы.

Футурология

Ученые опровергли возможность жизни на Венере в известной нам форме

Марс — потерявший атмосферу

В свое время Марс был кандидатом номер один в обитаемые объекты Солнечной системы. Он гораздо меньше Земли: по массе Марс в десять раз уступает нашей планете. У него есть атмосфера, но она очень разреженная. Именно поэтому на поверхность Марса так трудно спускать аппараты.

Несмотря на то, что сейчас мы получаем отрицательные результаты насчет обитаемости Марса, сохраняется очень интересная возможность: Марс мог быть обитаемым в прошлом. Есть очень надежные данные о том, что климат Марса миллиарды лет назад был совсем другим. Это была короткая эпоха, что может являться хорошим аргументом против существования жизни, ведь для ее появления нужно долгое время. Но, тем не менее, эта короткая эпоха все-таки исчислялась сотнями миллионов лет. И в эту эпоху могла зародиться жизнь. Потом Марс потерял значительную часть своей атмосферы, климат сильно изменился. У планеты нет сильного магнитного поля, которое защищало бы ее от солнечного ветра. Так поток частиц от Солнца потихоньку снес атмосферу.

Марс

(Фото: NASA)

Но, если жизнь успела появиться и, например, ушла на большую глубину, тогда она могла сохраниться до настоящего времени. Но мы пока не умеем проводить глубокое бурение на Марсе. Это просто очень дорого. Кроме того, можно сосредоточиться на более простых задачах. Например, на поиске подземных озер в пещерах Марса. Но для этого нужно создать новое поколение марсоходов, которые смогут залезать туда, искать, проводить исследования и вылезать наружу.

Футурология

Год на Марсе: что успел сделать ровер Perseverance