Ние сме напълно зависими от нашата звезда - Слънцето. Ако нямаше Слънце, нямаше да има живот.
Какво дойде преди слънцето? Как се образува?
Преди пет милиарда години нямаше нито Слънцето, нито деветте планети около него.
Атомите, които съставляват телата ни, летяха в междузвездно пространство в облаци от газ и прах. Учените смятат, че този газов облак, състоящ се главно от водород, се върти около оста си. Колкото повече облакът събира прах и газ, толкова повече се свива, тоест намалява.
Силата, която накара облака да се свие, е силата на гравитацията. Вътре в облака към частиците се привличат частици, свързващи се заедно. Постепенно облакът започна да се върти синхронно с всичките си части едновременно.
Интересен факт: излъчената от Слънцето светлина е равна по сила на светлината на 4 трилиона електрически крушки.
Пример за образуване на слънце
За да илюстрира как се случи това, астрономът Уилям Хартман предложи обикновен експеримент. Разклатете чаша кафе. Течността в чашата се движи произволно. Ако пуснете малко мляко в чашата, частиците кафе ще започнат да се въртят в една посока. Нещо такова. Имаше и облак, в който малко по малко случайното движение на частици беше заменено от подреденото им синхронно въртене, тоест облакът започна да се върти напълно в една посока.
Учените добавиха драматичен обрат към тази история. Те вярват, че когато в близост до него се образува облак, избухва звезда. В същото време мощни потоци от материя се разпръснаха в различни посоки. Част от това вещество се смесва с веществото на газо-прашния облак на нашата слънчева система. Това доведе до още по-бързо компресиране на облака.
Колкото повече се компресира облакът, толкова по-бързо се върти, като скейтър, който, докато се върти, притиска ръцете си към тялото (и също започва да се върти по-бързо). Колкото по-бързо се върти облакът, толкова повече се променя формата му. В центъра облакът стана по-изпъкнал, тъй като там се натрупва повече материя. Периферната част на облака остана плоска. Скоро формата на облака наподобяваше формата на пица с топка в средата. Тази топка, да, познахте правилно, там беше нашето дете - Слънцето. Натрупването на газ в средата на „пицата“ по размери надвишаваше съвременните размери на цялата Слънчева система. Учените наричат новороденото Слънце протостар.
Как слънцето се превърна от газова топка в звезда?
Това се случва много, много бавно, в продължение на хиляди и хиляди години, докато протостарът и облакът около него продължават да се свиват под въздействието на гравитационните сили. Атомите, съставляващи облака, се сблъскват, генерирайки топлина. Температурата на облака нарасна, особено в по-плътен център, където честотата на сблъсъците на атома беше по-висока. Газът в протостар започна да свети. В недрата на изгряващото Слънце температурата постепенно се повишаваше до милиони градуси.
При такива немислимо високи температури и еднакво високо налягане започва да се случва нещо ново със стиснати и притиснати един към друг атоми. Водородните атоми започнаха да се комбинират помежду си, образувайки хелиеви атоми. Всеки път, когато водородът се преобразува в хелий, се отделя малко количество енергия - топлина и светлина. Тъй като този процес се е провеждал навсякъде в сърцевината на слънцето, тази енергия е заляла цялата слънчева система със светлина. Слънцето се включи като гигантска електрическа лампа. От този момент Слънцето се превърна в жива звезда, същата, каквато виждаме на нощното небе.
Ядрен синтез на слънцето
Слънцето произвежда енергия по време на процес, наречен ядрен синтез. Ядреният синтез е управлявана експлозия в центъра на слънцето, където температурите варират от 15 милиона до 22 милиона градуса по Целзий. Всяка секунда в недрата на Слънцето 4 милиона тона водород се превръщат в хелий.Мощността на светлинния поток, който се излъчва, е равна на мощността на 4 трилиона електрически крушки.
Интересен факт: когато слънцето беше младо, беше 20 пъти по-голямо и 100 пъти по-ярко от сега.
Какво ще се случи със слънцето след това?
Струва си да припомним, че запасите на водород на слънце са ограничени. С течение на времето съставът на светилото ни се променя. Ако в началото на своята история Слънцето се състоеше от 75 процента водород и 25 процента хелий, сега съдържанието на водород е спаднало до 35 процента. Както се досещате, идва момент, когато водородът изчезва в недрата на звездата. Както всяко гориво, в крайна сметка водородът се изчерпва. Няма къде да вземе нов водород към Слънцето. Ядрото на звездата сега се състои от хелий. Ядрото е заобиколено от тънка водородна обвивка. Водородът на черупката продължава да се превръща в хелий, но звездата вече е влязла в реда на упадък.
Кога слънцето ще престане да свети?
Подобно на хората, звездите се раждат, остаряват и умират. На своите 4,6 милиарда години Слънцето е звезда на средна възраст. Учените смятат, че слънцето остава да живее около 5-6 милиарда години. С напредване на възрастта водородът постепенно ще изчезне от слънчевото ядро. Процесът на ядрен синтез ще се приближи по-близо до повърхностните слоеве. Но рано или късно процесът на синтез на хелиеви ядра от ядрата на водородните атоми ще спре. Ядрото на хелия ще намалее леко по размер и ще започне нов процес - ядрен синтез на хелий.
Хелий, който беше синтезиран преди милиарди години, ще започне да се свива и хелиевите атоми ще се съберат, докато накрая от тях не се синтезират въглеродни атоми. Слънцето ще продължи да свети. Но ще стане по-студено и с по-големи размери. Температурата на повърхността на Слънцето от 5500 градуса по Целзий, както е сега, ще намалее до 3200 градуса по Целзий. По-голямо и студено Слънце ще излъчва червена светлина. Такива стареещи звезди наричаме червени гиганти.
Интересно: в бъдеще Слънцето ще се увеличи в обем и ще абсорбира Меркурий и Венера.
Слънцето ще започне да набъбва, докато попие Меркурий и Венера. Когато повърхността на Слънцето се приближи до Земята, температурата на нея ще се повиши значително. Океаните кипят. И Земята ще се превърне в скалиста, суха, безжизнена планета, като сегашния Меркурий. Тогава хората, очевидно, ще трябва да търсят по-подходящо местообитание.
Когато целият хелий се изчерпи, ще започне ядрен синтез, включващ въглеродни атоми. Но ядреният синтез не може да продължи вечно. Слънцето постепенно ще загуби от разсейването в пространството остатъците от газовата му обвивка и ще остане само горещото слънчево ядро. От червения гигант Слънцето ще се превърне в бяло джудже, набръчкано, вероятно до размерите на Земята. Бяло джудже е много плътно космическо тяло, чаена лъжичка бяло джудже вещество тежи около тон. Милиони години по-късно бялото джудже, бившето Слънце, ще изстине и ще се превърне в куп тъмна студена пепел. Слънцето ще стане черно джудже.
Звезди, които са по-големи от Слънцето, завършват пътуванията си по по-причудлив начин. След изчерпването на запасите от водород и хелий започват процесите на синтез на кислород от ядрата на въглеродните атоми. Когато сърцевината на звездата става чисто кислородна, започва синтеза на неон от ядрата на кислорода. Други елементи са синтезирани от неон. И накрая, ядра от железни атоми се синтезират от елементи като силиций. С течение на времето желязната сърцевина на звездата се свива и тук може да се случи огромна експлозия. Експлодирана звезда, наречена свръхнова, разлива цялото си съдържание в космическото пространство.
Черна дупка и звезди
Още по-масивните звезди могат да се свият в черна дупка. В черна дупка силата на гравитацията е толкова голяма, че дори лъч светлина не може да слезе от повърхността ѝ. Черна дупка е като водовъртеж, всмукващ всяка материя, която попадне на пътя му. В този случай черната дупка расте.Някои учени смятат, че черните дупки са порти към други Вселени или черните дупки могат да бъдат използвани за пътуване през нашата Вселена, така да се каже, като кратки тирета. Така че, въпреки че звездите умират, някои от тях се прераждат като нови, странни и прекрасни космически обекти.