Сколько лет назад была сформирована солнечная система?

Расположение Солнца в галактике

Нам крупно повезло, так как Солнечная система расположена в обитаемой зоне галактики Млечный Путь, что способствует возникновению жизни по целому ряду причин. В нашей галактике имеются 4-е главные спиральные рукава. Вот на краю одного из них – рукаве Ориона и пребывает в настоящее время Солнце.

Это окраина, и расстояние от неё до центра составляет около 8-и тысяч парсеков (1 парсек = 3,2 световых года). Поэтому последние 4,5 млрд. лет мы живём достаточно спокойно, не подвергаясь галактическим катаклизмам. Такими данными наука стала располагать благодаря исследованиям двух астрономов: Уильяма Гершеля и Харлоу Шепли. Последний смог создать детальную карту нашей галактики. Оказывается, Солнечная система вращается вокруг галактического центра, со скоростью более 200 км/сек. И успела за время своего существования обернуться вокруг него 30 раз.

Влияние светила на нашу планету бесконечно огромно. И это не преувеличение. Земля вращается вокруг Солнца, как бы подставляя ему свои «бока», что обуславливает изменения времён года и переход день-ночь.

Мало того, за счёт излучаемого тепла и света возникла и продолжает существовать жизнь во всём многообразии. Ежегодно и «совершенно бесплатно» каждый квадратный километр поверхности Земли получает 342 Вт энергии. Стоит только посмотреть тариф, умножить эту цифру на количество часов в году, как сразу становится ясно, насколько мы богаты.

Но это лишь малая доля безмерных богатств нашей планеты, щедро одариваемой Солнцем. Именно под воздействием его лучей идёт беспрерывный рост растений, насыщение атмосферы столь необходимым для дыхания кислородом, бесконечная дезинфекция окружающей среды, и оздоровление человеческого организма.

Мы научились вырабатывать электроэнергию, используя ресурсы планеты, созданные опять же благодаря Солнцу. И можно быть абсолютно уверенными в том, что пользуясь его благами в ближайшие несколько миллиардов лет, человечество достигнет космических высот и вселенского уровня развития.

Культ яркого золотого диска, дарящего свет и тепло, был широко распространён по всему Земному шару в древности. Ему поклонялись, обожествляли, молились, делали бесконечные жертвоприношения. Солнце воспевали и славили.

Центральный бог целого ряда пантеонов древности – не что иное, как наше небесное светило. Не удивительно, что оно стало символом могущества, богатства, власти. А его земным олицетворением всегда было золото.

Солнце в мифологии превращали в живое существо, именно от него вели свой род древние цари и правители. Более того, земные жители испытывали невероятный страх и ужас перед Солнцем, всячески боясь его гнева и погасания. Древние народы Америки приносили жертвы, чтобы умилостивить верховное божество. А греки создали красивую космогоническую легенду о Фаэтоне.

И в наши дни проявляются отголоски былого: то вдруг появится сообщение о взрыве любимой звезды, то её пятна начнут разрастаться до небывалых размеров. Такие страхи невероятно живучи и устойчивы и часто попадают на «благодатную почву слепых верований» несведущих обывателей.

Где встает (восходит) солнце

Принято считать, что солнце встает на востоке и садится на западе.

В древности считали, что именно светило вращается вокруг земли. Но это не так. На самом деле земля, вращаясь вокруг своей оси, поворачивается к Солнцу то одной стороной, то другой.

Человек видит где встает светило и где оно садится, но все это происходит из-за вращательных движений нашей планеты. По сравнению с Землей, оно остается неподвижным.

По сути, восходом можно назвать появление Солнца из-за горизонта.

Земля вращается вокруг своей оси против часовой стрелки. Из-за того, что вращательные движения нашей планеты постоянны, места, где восходит светило и где оно заходит, не изменяются с течением времени.

Однако, если бы Земля вдруг начала вращаться в другом направлении относительно своей оси (чего, конечно, быть не может), солнце всходило бы со стороны запада и садилось на востоке.

Интересные факты о Солнце

  • Внутри Солнца можно поместить миллион Земель или планет, размером с нашу.
  • По форме Солнце образует практически идеальную сферу.
  • 8 минут и 20 секунд – именно за такое время солнечный луч добирается к нам из своего источника, при том, что Земля отдалена от Солнца на 150 млн. км.
  • Само слово «Солнце» происходит от древнеанглийского слова, означающее «юг» – «South».
  • И у нас для вас плохие новости, в будущем Солнце испепелит Землю, а потом и вовсе уничтожит. Произойдет это однако не раньше чем через 2 миллиарда лет.

Источники

  • https://KtoNaNovenkogo.ru/voprosy-i-otvety/solnce-chto-ehto-takoe-diametr-stroenie-skolko-let.html
  • https://CosmosPlanet.ru/solnechnayasistema/solnce/solntse-eto-zvezda-ili-planeta.html
  • https://www.poznavayka.org/astronomiya/solntse-unikalnaya-zvezda/
  • https://v-kosmose.com/solntse-interesnyie-faktyi-i-osobennosti/
  • https://CosmosPlanet.ru/solnechnayasistema/solnce/solntse.html
  • https://AwesomeWorld.ru/nezhivaya-priroda/solntse.html
  • http://light-science.ru/kosmos/solnechnaya-sistema/solntse.html
  • https://SunPlanets.info/solnechnaya-sistema/chto-takoe-solnechnaya-sistema-stroenie-planety-vozniknovenie-razvitie-otkrytie-i-izuchenie
  • http://light-science.ru/kosmos/solnechnaya-sistema/sostav.html

Праматерь

Если масса «звездной колыбели» гигантского молекулярного облака составляла сотни тысяч масс будущего Солнца, то сгустившаяся в нем холодная и плотная протосолнечная туманность была лишь в несколько раз тяжелее него. Существуют разные гипотезы о том, что вызвало ее коллапс. На одну из самых авторитетных версий указывает, например, исследование современных метеоритов, хондритов, вещество которых образовалось еще в ранней Солнечной системе и более 4 млрд лет спустя оказалось в руках земных ученых. В составе метеоритов обнаруживаются и магний-26 — продукт распада алюминия-26, и никель-60 — результат превращений ядер железа-60. Эти короткоживущие радиоактивные изотопы образуются только во взрывах сверхновых. Такая звезда, погибшая недалеко от протосолнечного облака, могла стать «праматерью» нашей системы. Этот механизм можно назвать классическим: ударная волна сотрясает все молекулярное облако, сжимая его и заставляя разделяться на фрагменты.
Однако роль сверхновой в появлении Солнца часто подвергается сомнению, и не все данные подтверждают эту гипотезу. По другим версиям, протосолнечное облако могло сколлапсировать, например, под давлением потоков вещества от близкой звезды Вольфа — Райе, отличающейся особенно большой яркостью и температурой, а также высоким содержанием кислорода, углерода, азота и других тяжелых элементов, потоки которых наполняют окружающее пространство. Впрочем, и эти «гиперактивные» звезды существуют совсем недолго и заканчивают жизнь взрывами сверхновых.
С того знаменательного события прошло больше 4,5 млрд лет — весьма приличное время, даже по меркам Вселенной. Солнечная система совершила десятки оборотов вокруг центра Галактики. Звезды кружились, рождались и умирали, появлялись и распадались молекулярные облака — и так же, как нет никакой возможности выяснить форму, которую еще час назад имело обычное облако в небе, мы не можем сказать, каким был тогда Млечный Путь и где именно на его просторах затерялись останки звезды, ставшей «праматерью» Солнечной системы. Зато мы более или менее уверенно можем сказать, что при рождении у Солнца были тысячи родственников.

Расположение Солнца в галактике

Несмотря на свои огромные размеры относительно нашей планеты (да и других планет) в галактических масштабах Солнце далеко не самая большая звезда, а очень даже маленькая, есть звезды куда больше Солнца. Поэтому астрономы относят наше светило к классу желтых карликов.

Что же касается расположения Солнца в галактике (как впрочем, и всей нашей солнечной системы), то оно находится в галактике Млечный путь, ближе к краю рукава Ориона. Удаленность от центра галактики составляет 7.5-8.5 тысяч парсеков. Говоря простым языком, мы с вами не то, чтобы находимся на задворках галактики, но и от центра мы тоже сравнительно далеко – такой себе «спальный галактический район», не на окраине, но и не в центре.

Вот так выглядит расположение Солнца на галактической карте.

Сужение Солнца

Такое маленькое Солнце

На этом изменения Солнца не закончатся. Когда звезда сожжет весь гелий, она не сможет сделать то же самое с углеродом и в конечном итоге сожмется до белого карлика. В этой фазе светило станет гораздо меньше в размерах по сравнению с изначальным видом.

Белые карлики обладают гораздо меньшим запасом энергии, но при этом имеют очень большую продолжительность жизненного цикла. Звезды этого типа продолжат свое существование в такой форме в течение следующих миллиардов лет, пока в итоге не превратятся в так называемые черные карлики. Ученые не могут определенно сказать, сколько времени займет этот процесс, потому что Вселенная еще не настолько старая, чтобы появились хотя бы первые черные карлики!

Солнце осушит наши океаны через 3,5 миллиарда лет?

Текущий возраст Солнца (время его существования), оценённый с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,57 млрд лет. К слову, Солнце является молодой звездой третьего поколения. Ученым удалось выяснить, что в самом начале своей жизни Солнце на три четверти состояло из водорода. Этот элемент в ходе термоядерных реакций превращается в гелий. При этом, собственно, выделяется энергия, излучаемая Солнцем. Механизм следующий: масса ядра гелия на 0,7% меньше массы ядер водорода, из которых оно образовалось, а по формуле Эйнштейна (Е = mc^2) эта разница в массе превращается в энергию. Если говорить о массе Солнца, то, по расчётам ученых, такая звезда должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла. После того как в центре звезды водород будет на исходе, Солнце увеличится в размерах и превратится в красного гиганта, поглотив Меркурий и Венеру. Эти изменения, конечно, драматическим образом скажутся и на нашей планете. Повысится температура Земли, океаны выкипят. Жизнь в той форме, в которой мы её знаем сейчас, станет невозможной. Солнце же в итоге ждет судьба белого карлика. Его гравитационного влияния уже не будет хватать для поддержания оставшихся планет на текущих орбитах. Они, по всей видимости, начнут сталкиваться, что приведет к образованию огромного количества астероидов, состав которых будет напоминать ядра планет. Но это лишь предположение, хотя и основанное на эмпирических данных, которые получены из космоса с помощью телескопа Хаббл. Как будет на самом деле, наше с вами поколение, к счастью, не узнает.

Важность солнечного излучения

Мощная энергия, выделяемая в процессе непрерывно происходящего ядерного синтеза, пронзает космическое пространство. В каком количестве её получают спутники Солнца, зависит от многих причин. В частности, имеют значение размеры планеты и её удалённость от звезды. Земля получает такую энергию в количестве, достаточном для того, чтобы поддерживалась жизнь.

Нужно заметить, что энергетические потоки доходят до поверхности нашей планеты не в полном объёме. Определённая их доля поглощается и отражается атмосферой. Количество поступающей энергии также отличается в разные времена года. Имеет значение и географическая широта местности.

Энергия, посылаемая светилом, незаменима для людей и всех живых организмов. Благодаря свету, достигшему земной поверхности, поддерживаются различные процессы. Примером является фотосинтез у растений. Их листья содержат хлорофилл, улавливающий свет, что даёт Солнце. Эта энергия помогает растениям создавать важные вещества из углекислого газа и воды. Продуктом является кислород, обеспечивающий жизнь на планете. В областях Земли с недостатком света и тепла растения низкорослые и не отличаются большим количеством и разнообразием.

Энергия, которую излучает Солнце, применяют и в искусственных процессах. В результате которых, например, генерируется электрический ток. Люди также используют антисептические свойства ультрафиолетовых лучей для обеззараживания воды, тех или иных предметов. Естественный свет необходим для выработки в организме витамина D и исключения рахита. Но действие ультрафиолета стоит контролировать во избежание обратных, опасных для здоровья эффектов.

Лучистая солнечная энергия оказывает огромное влияние на формирование климата в том или ином регионе планеты. От неё зависят в первые очень температурные условия. Лучи попадают на земную поверхность под разным углом. В областях, где он получается прямой, наблюдается самый жаркий климат. Лучи располагаются перпендикулярно поверхности Земли на экваторе. За счёт того, что они не расходятся в пространстве, на каждый участок попадает максимум энергии. Но в основном лучи ложатся не перпендикулярно, а с наклоном к поверхности. Это обуславливает разницу в климатических условиях

Красный гигант

Однако ядро Солнца, состоящее в основном из ​​гелия, начнет сжиматься. Это приведет к его нагреву из-за повышения давления. Свет и тепло, полученные в результате этого процесса, сделают Солнце еще более ярким. Но этот процесс также ознаменует и начало превращения Солнца в красного гиганта. Красные гиганты намного больше, чем Солнце, но имеют гораздо более низкую температуру поверхности, чем наша звезда в современности.

Согласно исследованию, проведенному астрономами Клаусом-Питером Шредером и Робертом Конноном Смитом, через 5 миллионов лет после того, как ядро из ​​гелия начнет разрушаться, Солнце может стать настолько огромным, что его внешний поверхностный слой расширится до 170 миллионов километров.

Солнце сможет поглотить планеты, которые находятся ближе всего к нему, а именно Меркурий, Венеру и Землю.

В ходе этого процесса Земля будет напоминать парную. Наши океаны начнут испаряться, и вода снова разделится на водород и кислород. Водород покинет атмосферу Земли и улетит в космос. А кислород будет реагировать с поверхностными породами. Из-за этого атмосфера Земли может стать похожей на атмосферу Венеры. В ее составе в основном будут азот и углекислый газ.

Солнечный ветер

Солнечный ветер — непрерывный поток плазмы солнечного происхождения, распространяющийся  от атмосферы Солнца и заполняющий собой Солнечную систему. Из-за  высокой температуры солнечной короны, давление вышележащих слоев не может уравновесить давление вещества короны. Это вещество и выбрасывается в пространство в виде солнечного ветра,  распространяясь на расстояние до а.е. – астрономическая единица1 астрономическая единица = 149 597 871 километра. Это среднее расстояние от Земли до Солнца100 а.е.

На рисунке пустое поле в центре закрывает пространство в 32 раза больше Солнца. Диаметр изображения — половина диаметра орбиты Меркурия. Точки за Солнцем — звёзды.

Проблема получения витамина D

Солнце позволяет организму вырабатывать чрезвычайно ценный витамин D. Это в первую очередь защищает детей от рахита, а взрослых – от остеопороза и переломов. Недавние исследования даже доказывают, что он продлевает жизнь. Тем не менее, были предложениями, даже серьезными учеными, что популярная защита от вредного излучения предотвратила необходимую работу на солнце, и человек страдает от недостатка витамина D. Американские исследования показали, что уже 70% детей в США получают слишком мало этого витамина. Изначально обвиняли солнцезащитный крем … Но оказалось, что большинство «жертв» солнцезащитного крема страдали недостатками из-за чрезмерной любви к компьютерам и телевидению. Они не гуляли, не загорали, не играли в футбол, были не в лучшей физической форме…

Поскольку мнения ученых разделились (кремы действительно могут закупоривать поры на коже), теперь, безусловно, рекомендуется защищаться от солнечных ожогов во время принятия солнечных ванн и выходить на солнце без защиты, до 10 минут в день, желательно каждый день. Это будет обеспечивать человека витамином D и в то же время безопасно.

Что такое космическая погода?

Солнце — звезда, обладающая сильным магнитным полем. Его напряженность со временем меняется, цикл составляет 11 лет. Многочисленные вариации магнитного поля Солнца вызывают разнообразные эффекты, вся совокупность которых называется солнечной активностью. Это солнечные пятна, солнечные вспышки, корональные выбросы массы (КВМ), солнечный ветер и т.д. Во время солнечных вспышек энергичные заряженные частицы (солнечные космические лучи) долетают до Земли, взаимодействуют с верхними слоями атмосферы. Вспышки на Солнце и КВМ зачастую очень сложно предсказать, но именно этот вид активности Солнца вызывает на Земле полярные сияния в высоких и средних широтах. А взаимодействие магнитного поля КВМ с магнитным полем магнитосферы Земли становится причиной геомагнитных бурь, которые негативно сказываются на работе средств связи, средств передачи электроэнергии. Из-за этих явлений периодически возникают проблемы со спутниками разного уровня, иногда даже случаются потери спутников после относительно сильных вспышек. Все эти события, несомненно, приводят к огромным денежным потерям как для государства, так и для коммерческих организаций. Например, авиакомпании могут учитывать эти данные для определения дозы радиации, полученной экипажем вследствие изменений геомагнитной обстановки. Поэтому сейчас события космической погоды учеными воспринимаются так же, как, например, землетрясения или цунами. Эти явления также необходимо учитывать при решении ряда задач, связанных с использованием систем глобального позиционирования (например, GPS или системы ГЛОНАСС). Ведь состояние ионосферы существенно зависит от текущей солнечной активности, и, как следствие, пользователь может получить неверные данные о своем положении. Для полета к далеким планетам, если мы выходим за пределы магнитосферы Земли, экранирующей потоки солнечной радиации, нам нужно разработать очень надежные защитные системы.

Как велика энергия Солнца и звезд

Какими средствами мы располагаем для исследования Солнца и звезд?

Солнце посылает нам тепло и свет или, выражаясь в научном отношении более строго, излучение различных видов, в том числе гамма-лучи, рентгеновское излучение, видимый свет, радиоволны, а также нейтроны и нейтрино. Все заключения о строении Солнца, его возрасте, прошлом, настоящем и будущем нужно суметь сделать, исследуя это излучение.

Еще труднее определить возраст других звезд. Не вооруженный человеческий глаз видит на небе лишь несколько тысяч самых ярких из них. Мощный современный телескоп в соединении с чувствительной фотографической пластинкой увеличивает число доступных наблюдению звезд до миллионов. Ничтожное количество электромагнитного излучения-вот все, что доходит к нам от звезд.

Достаточно ли этого для суждения об их свойствах, в строении и возрасте? После того как были придуманы соответствующие методы исследования, оказалось возможным сказать: да, достаточно.

Самая близкая к нам звезда — это наше Солнце. «Энергия Солнца проявляется во всем, что нас окружает. Жизнь и развитие растений тесно связаны с деятельностью Солнца. «Человек вправе величать себя сыном Солнца», — писал К. А. Тимирязев. «Пища только потому и является источником силы в нашем организме,- добавляет он,- что она не что иное, как консерв солнечных лучей».

В отдельных местах земного шара и поныне сохранились исполинские деревья… Ширина одного из них такова, что 30 человек должны взяться за руки, чтобы суметь охватить его у основания. Как известно, возраст дерева можно определить, подсчитав число колец на его срезе. Возраст одного из таких гигантов, недавно поваленного бурей, согласно подсчету числа колец на его срезе оказался равным нескольким тысячам лет. Каждое одиннадцатое кольцо этого дерева имеет несколько иную ширину, что соответствует одиннадцатилетней периодичности пятен на Солнце. Кроме того, и это особенно интересно, на этом срезе можно видеть, что в продолжение тысячелетий кольца получались примерно одинаковые. Значит, за это время Солнце не изменилось и посылает на Землю одинаковое количество тепла и света.

Исследование развития жизни на Земле показывает, что уже около 2-3 миллионов лет на ней живет человек, а органическая жизнь насчитывает около одного миллиарда лет. Между тем органическая жизнь, связанная oс существованием сложных многоатомных молекулярных соединений, возможна только при определенных температурных условиях. Значит, уже по крайней мере миллиард лет Солнце излучает тепла и света приблизительно столько же, как и сейчас. Что касается имевших место на Земле периодов оледенения, то, по мнению ряда ученых, они объясняются не изменением интенсивности солнечного излучения, а изменением наклона земной оси или прохождением солнечной системы через холодную туманность.

Земля перехватывает лишь около миллиардной части колоссального количества тепла и света, испускаемого солнечной поверхностью во все стороны, и эта часть обусловливает возможность жизни на Земле. Если расценить попадающую на Землю энергию Солнца всего по одной копейке за киловатт-час, то окажется, что Земля получает ее ежесекундно на полмиллиарда рублей. Есть звезды, излучающие в тысячи раз больше энергии, чем наше Солнце. К нам от них доходит так мало энергии лишь потому, что они расположены от нас очень далеко.

Объем и масса Солнца

Солнце – самый большой объект нашей солнечной системы. Причем настолько большой, что его масса в 333,000 раз больше массы Земли, в 1048 раз больше массы Юпитера, и в 3498 раз больше массы Сатурна. Более того, если сложить массу всех объектов в нашей солнечной системе, доля Солнца будет составлять 99.8%.

Объем Солнца составляет 1.4 x 1027 м3. Это значит, что оно примерно в 1.3 млн раз больше чем Земля. Несмотря на это, по сравнению с другими звездами, Солнце отнюдь не впечатляет размерами. Например, Бетельгейзе, одна из крупнейших среди известных астрономам звёзд, в 700 раз больше Солнца и почти в 14,000 раз ярче.

Люди на Земле точно не выживут

Жизни на Земле точно не останется.

Возможно, жизнь к моменту гибели Солнца появится где-то еще, но на Земле ее дни будут сочтены безоговорочно. К сожалению, все то, над чем мы работали и строили, будет уничтожено вместе со смертью нашей звезды. Поверхность планеты станет настолько горячей, что жить на ней будет невозможно. Даже если мы каким-то образом создадим некую технологию защиты от экстремальных температур, то мы все равно вряд ли сможем вырастить что-то в качестве еды, впрочем, и доступа к воде у нас тоже не будет. Абсолютно все, что необходимо для выживания, перестанет существовать.

Вообще, в какой-то степени странно представлять, что к этому моменту уже абсолютно все утратит свой смысл. Именно поэтому остается лишь надеяться, что где-то еще жизнь сможет начать все сначала. Очень маловероятно, что она будет выглядеть или хотя бы походить на человеческую расу. А если она и будет обладать похожими особенностями, то потребуется как минимум еще несколько миллиардов лет для того, чтобы жизненные формы развились хотя бы до нашего уровня сегодня.

Активность парниковых газов

Парниковых газов в атмосфере слишком много.

Одна из первых вещей, которая случится после того, как Солнце выработает весь свой водород, – оно станет гораздо ярче. Чем ярче будет становиться звезда, тем больше солнечной энергии будет получать наша планета. Газы, содержащиеся в нашей атмосфере, такие как углекислый газ, метан и оксид азота, работают как покрывало, защищая нашу планету от излишнего тепла звезды и позволяя поддерживать на ней жизнь. Так как Солнце будет работать фактически сверхурочно, этим газам придется сдерживать больший объем энергии. На Земле станет очень жарко, вода на ней начнет испаряться и образовывать плотные облака в атмосфере.

Эти облака некоторое время будут защищать Землю от возросшего радиоактивного излучения. Однако после какого-то времени тепла на планете накопится слишком много, и океаны начнут в буквальном смысле закипать. С этого момента жизнь на Земле существовать не сможет. Если к этому моменту мы еще не погибнем, то в конечном итоге обязательно умрем от недостатка воды и очень сильного тепла.

Жизнь и смерть Солнца

Начнем с того, что Солнце – это обычная звезда. Она озаряет Солнечную систему светом и теплом, устанавливая суточные циклы сна и бодрствования у всех живых организмов на нашей планете. Но Солнце не всегда будет таким. Наступит время, когда наша родная звезда погибнет, а вся Солнечная система превратится в очень неприятное место

Важно понимать, что все физические процессы протекающие на Солнце, в значительной степени определяют физику планет (по крайней мере ближайших к звезде)

Астрономы классифицируют Солнце как молодую звезду с высоким содержанием металлов. Это значит, что Солнце образовалось из останков более древних звезд. Текущий возраст нашего светила исследователи оценивают приблизительно в 4,6 миллиардов лет, а значит, звезда прожила примерно половину своей жизни, так как ее взросление – фаза главной последовательности – длится 10 миллиардов лет. После завершения этого срока наступит следующий этап ее эволюции. По мере того, как Солнце расходует запасы своего водородного топлива, оно становится все горячее, а его светимость увеличивается. К тому моменту, когда Солнце отметит свой 5,6 миллиардный день рождения, оно будет в 11 раз ярче, чем сегодня.

Ничто во Вселенной не вечно, тем более звезды

Исследователи полагают, что уже к этому моменту на нашей планете либо произойдет кардинальное изменение жизни, либо она и вовсе исчезнет. Вообще, некоторые ученые считают, что человеческая цивилизация погибнет задолго до того, как Солнце превратится в красного гиганта. Подробнее об этом я рассказывала в предыдущей статье.