Солнце, скорее всего, уничтожит Землю в ближайшие несколько миллиардов лет, но не превратившись в черную дыру.
Моделирование черной дыры в космосе. Фото: ESA/Hubble/Digitized Sky Survey/Nick Risinger/N. Бартманн
Примерно через 5 миллиардов лет Солнце достигнет конца фазы сжигания ядерного топлива и больше не сможет поддерживать себя под действием собственной гравитации. Внешние слои звезды раздуются (этот процесс может уничтожить Землю), а ядро схлопнется до чрезвычайно плотного состояния, оставив после себя звездный остаток. Если гравитационный коллапс ядра звезды завершится, то остаток звезды будет представлять собой черную дыру — область пространства-времени, гравитационное влияние которой настолько велико, что даже свет не сможет ее покинуть.
Однако Солнце не станет черной дырой. «Все просто: Солнце недостаточно массивно, чтобы стать черной дырой», — сказал Ксавье Кальме, эксперт по черным дырам и профессор физики в Университете Сассекса (Великобритания).
Существует множество факторов, влияющих на то, может ли звезда стать черной дырой, включая состав, вращение и эволюцию, но главным требованием является правильная масса. «Звезды с начальной массой в 20–25 раз больше массы Солнца имеют потенциал для гравитационного коллапса, необходимого для образования черной дыры», — сказал Кальме.
Дж. Роберт Оппенгеймер и его коллеги первыми вычислили этот порог, называемый пределом Толмена-Оппенгеймера-Волкова. В настоящее время ученые полагают, что для образования черной дыры умирающая звезда должна оставить после себя ядро с массой примерно в 2–3 раза больше массы Солнца.
Когда в ядре звезды заканчивается ядерное топливо, во внешних слоях продолжается ядерный синтез водорода и гелия. Когда ядро коллапсирует, внешние слои расширяются, и звезда входит в фазу красного гиганта.
Когда примерно через 6 миллиардов лет (то есть через миллиард лет после того, как водород в его ядре исчерпается) Солнце станет красным гигантом, оно расширится примерно до орбиты Марса, поглотив внутренние планеты, включая, возможно, и Землю. Внешние слои красного гиганта со временем остынут и рассредоточатся, образуя планетарную туманность вокруг тлеющего ядра Солнца.
Массивные звезды, образующие черные дыры, должны пройти несколько таких стадий коллапса и расширения, каждый раз теряя все больше массы. Причина в том, что при высоком давлении и температуре звезды могут синтезировать более тяжелые элементы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока ядро звезды не станет состоять из железа — самого тяжелого элемента, который может производить звезда, — и звезда не взорвется как сверхновая, теряя еще немного массы.
По данным НАСА, типичные звездные черные дыры (самый маленький тип черных дыр, наблюдаемых астрономами) в 3–10 раз массивнее Солнца, и эта цифра может достигать 100 раз. Черная дыра станет более массивной, поглощая окружающий газ и пыль, а также свою звезду-компаньон, если она когда-то входила в двойную звездную систему.
Солнце никогда не достигнет стадии синтеза железа. По словам Кальме, вместо этого он превратится в белого карлика — плотную звезду размером с Землю. Поэтому Земля не испытает ужаса поглощения черной дырой.
Ту Тао (согласно Live Science )
Ссылка на источник
Комментарий (0)