Paano at kailan mamamatay ang solar system

2024 May -akda: Malcolm Clapton | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 04:13

Mayroon pa tayong kaunting oras, mga 5-7 bilyong taon.

Noong nakaraan, dalawang buwan ang umiikot sa Earth, na pagkatapos ay pinagsama. Ang Titan, ang satellite ng Saturn, ay isang perpektong analogue ng ating planeta, maaaring mayroon itong buhay. At ang mga asteroid na nasa pagitan ng Jupiter at Pluto, sa ilang kadahilanan, ay tinatawag na "centaurs". Maaari mong malaman ang tungkol sa mga ito at iba pang mga katotohanan tungkol sa kalawakan mula sa aklat na “When the Earth had two Moons. Cannibal planets, ice giants, mud comets at iba pang luminaries ng night sky”, na inilathala kamakailan ng publishing house na “Alpina non-fiction”.

Ang lumikha ng isang kamangha-manghang iskursiyon sa kasaysayan ng solar system ay si Eric Asfog, American planetary scientist at astronomer. Ang may-akda ay hindi lamang nagtatrabaho sa Laboratory for the Study of Planets and the Moon sa Tucson, ngunit aktibong nakikilahok din sa mga ekspedisyon ng NASA. Halimbawa, ang misyon ng Galileo, na pinag-aralan ang Jupiter at ang mga buwan nito. Ang Lifehacker ay nag-publish ng isang sipi mula sa unang kabanata ng gawain ng siyentipiko.

Tulad ng isang panloob na makina ng pagkasunog na kung minsan ay sumisikat pabalik kapag nagsimula ang malamig, ang batang Araw ay nakaranas ng hindi regular na pagsabog ng mataas na aktibidad sa unang ilang milyong taon. Ang mga bituin na dumadaan sa yugto ng pag-unlad na ito ay tinatawag na T Tauri na mga bituin pagkatapos ng isang mahusay na pinag-aralan na aktibong bituin sa kaukulang konstelasyon. Ang pagkakaroon ng nakapasa sa yugto ng panganganak, ang mga bituin sa kalaunan ay sumunod sa panuntunan na ang pinakamabigat at pinakamaliwanag sa kanila ay nagiging asul, malaki at napakainit, habang ang pinakamaliit ay nagiging pula, malamig at mapurol.

Kung i-plot mo ang lahat ng kilalang bituin sa isang graph, na may mga asul na bituin sa kaliwa, mga pulang bituin sa kanan, mga dim sa ibaba, at mga maliliwanag sa itaas, karaniwang pumila ang mga ito sa isang linyang mula sa kaliwang itaas. sulok sa kanang sulok sa ibaba. Ang linyang ito ay tinatawag na pangunahing sequence, at ang dilaw na Araw ay nasa gitna nito. Gayundin, ang pangunahing pagkakasunud-sunod ay may maraming mga pagbubukod, pati na rin ang mga sanga, kung saan ang mga batang bituin na hindi pa nabuo sa pangunahing pagkakasunud-sunod, at mga lumang bituin na umalis na dito, ay naninirahan.

Ang araw, isang napaka-ordinaryong bituin, ay naglalabas ng init at liwanag nito na may halos pare-parehong intensity sa loob ng 4.5 bilyong taon. Ito ay hindi kasing liit ng mga red dwarf, na lubhang matipid na nasusunog. Ngunit hindi ganoon kalaki para masunog sa loob ng 10 milyong taon, gaya ng nangyayari sa mga asul na higante na nagiging supernovae.

Ang ating Araw ay isang magandang bituin, at mayroon pa tayong sapat na gasolina sa ating tangke.

Ang ningning nito ay unti-unting tumataas, na tumaas ng humigit-kumulang isang-kapat mula noong ito ay nagsimula, na bahagyang inilipat ito kasama ang pangunahing pagkakasunud-sunod, ngunit hindi ka magpapakita ng anumang iba pang mga claim dito. Siyempre, paminsan-minsan ay nakakaranas tayo ng mga coronal mass ejections, kapag ang Araw ay nagbuga ng magnetoelectric bubble at pinaliguan ang ating planeta ng mga daloy ng radiation. Kabalintunaan, ngayon, ang ating artipisyal na network ay pinaka-bulnerable sa epekto ng coronal mass ejection, dahil ang isang electromagnetic pulse na nauugnay sa kaganapang ito ay maaaring makagambala sa pagpapatakbo ng malalaking seksyon ng power grid sa loob ng ilang linggo hanggang dalawang taon. Noong 1859, ang pinakamalaking coronal ejection sa modernong kasaysayan ay nagdulot ng mga spark sa mga opisina ng telegraph at nakamamanghang aurora borealis. Noong 2013, tinantya ng kompanya ng seguro sa London na si Lloyd na ang pinsala mula sa naturang coronal emission sa modernong Estados Unidos ay mula 0.6 hanggang 2.6 trilyong dolyar. … Ngunit kumpara sa kung ano ang nangyayari sa iba pang mga planetary system, ang aktibidad na ito ay ganap na hindi nakakapinsala.

Ngunit hindi ito palaging magiging kaso. Sa mga 5-7 bilyong taon, magsisimula ang "takip-silim ng mga diyos" para sa atin, ang huling kaguluhan, kung saan aalis ang mga planeta sa kanilang mga orbit. Pagkatapos umalis sa pangunahing sequence, ang Araw ay magiging isang pulang higante at sa ilang milyong taon ay lalamunin ang Mercury, Venus, at posibleng ang Earth. Pagkatapos ay kukunot ito, itatapon ang kalahati ng masa nito sa kalawakan. Ang mga astronomo mula sa mga kalapit na bituin ay makakapagmasid sa kanilang kalangitan ng isang "bago", lumalawak na shell ng sparkling na gas na mawawala sa loob ng ilang libong taon.

Hindi na hahawakan ng araw ang panlabas na Oort cloud, na ang mga katawan ay mapupunta sa pagala-gala sa interstellar space bilang mga cosmic na multo. Ang natitira sa bituin ay kukunot hanggang sa ito ay maging isang puting dwarf, isang napakakapal na katawan na kumikinang na may puting liwanag mula sa gravitational energy nito - halos walang buhay ngunit maliwanag, ang laki ng Earth, ngunit isang bilyong beses na mas mabigat. Naniniwala kami na ito ang kapalaran ng ating solar system, sa isang bahagi dahil ang Araw ay isang ordinaryong bituin, at nakikita natin ang maraming mga halimbawa ng gayong mga bituin sa iba't ibang yugto ng ebolusyon, at sa isang bahagi dahil ang ating teoretikal na pag-unawa sa mga naturang proseso ay lumukso pasulong at ay sumasang-ayon sa mga resulta ng mga obserbasyon.

Matapos ang pagpapalawak ng pulang higante ay nagtatapos at ang Araw ay naging isang puting dwarf, ang mga planeta, asteroid at iba pang mga labi ng panloob na solar system ay magsisimulang mahulog dito sa isang spiral - una dahil sa pagbabawas ng bilis sa gas, at pagkatapos ay dahil sa pagkilos ng tidal forces - hanggang sa sobrang siksik na mga labi ay hindi hihipan ng mga bituin ang mga planeta nang isa-isa. Sa huli, magkakaroon ng isang disk ng mga materyal na tulad ng lupa, higit sa lahat ay binubuo ng mga punit-punit na mantle ng Earth at Venus, na magpapaikot pababa sa nasirang bituin.

Ito ay hindi lamang isang pantasya: nakikita ng mga astronomo ang larawang ito sa mga spectroscopic indicator ng ilang kalapit na "polluted white dwarfs", kung saan ang mga elementong bumubuo ng bato - magnesium, iron, silicon, oxygen - ay naroroon sa kapaligiran ng bituin sa mga dami na naaayon sa komposisyon ng mga mineral mula sa silicate class, tulad ng olivine. Ito ang huling paalala ng mga planetang tulad ng Earth sa nakaraan.

***

Ang mga planeta na nabuo sa paligid ng mga bituin na mas malaki kaysa sa Araw ay magkakaroon ng hindi gaanong kawili-wiling kapalaran. Ang mga malalaking bituin ay nasusunog sa temperatura na daan-daang milyong digri, na kumakain ng hydrogen, helium, carbon, nitrogen, oxygen at silicon sa marahas na pagsasanib. Ang mga produkto ng mga reaksyong ito ay nagiging mas mabibigat na elemento hanggang sa ang bituin ay umabot sa isang kritikal na estado at sumabog tulad ng isang supernova, nakakalat ang mga loob nito sa paligid ng ilang light-years sa diameter at sa parehong oras ay bumubuo ng halos lahat ng mabibigat na elemento. Ang tanong ng kinabukasan ng planetary system, na maaaring nabuo sa paligid nito, ay nagiging isang retorika.

Ngayon ang lahat ng mga mata ay nakatutok sa Betelgeuse, isang maliwanag na bituin na bumubuo sa kaliwang balikat ng konstelasyon na Orion. Ito ay 600 light years ang layo mula sa Earth, ibig sabihin ito ay hindi masyadong malayo, ngunit sa kabutihang palad, hindi kabilang sa aming mga pinakamalapit na kapitbahay. Ang masa ng Betelgeuse ay walong beses kaysa sa Araw, at ayon sa mga modelo ng ebolusyon, ito ay mga 10 milyong taong gulang.

Sa loob ng ilang linggo, ang pagsabog ng bituin na ito ay maihahambing sa liwanag sa ningning ng Buwan, at pagkatapos ay magsisimula itong maglaho; kung hindi ka nito napahanga, tandaan na mula sa layo na 1 astronomical unit ay parang panonood ng hydrogen bomb na sumabog sa isang kalapit na bakuran. Sa paglipas ng panahon ng geological, ang mga supernova ay sumabog nang mas malapit sa Earth, na nag-iilaw sa ating planeta at kung minsan ay humahantong sa malawakang pagkalipol dito, ngunit wala sa mga bituin na pinakamalapit sa atin ang sasabog ngayon.

Ang "hit zone" para sa ganitong uri ng supernova ay mula 25 hanggang 50 light years, kaya walang banta sa atin ang Betelgeuse.

Dahil ito ay medyo malapit at may napakalaking sukat, ang bituin na ito ang una nating nakita nang detalyado sa pamamagitan ng teleskopyo. Bagama't mahina ang kalidad ng mga larawan, ipinapakita nila na ang Betelgeuse ay isang kakaibang irregular na spheroid, na kahawig ng isang bahagyang na-deflate na lobo, na gumagawa ng isang rebolusyon sa axis nito sa loob ng 30 taon. Nakikita namin ang napakalaking plume o deformation ni Pierre Kervella et al., "The Close Circumstellar Environment of Betelgeuse V. Rotation Velocity and Molecular Envelope Properties from ALMA," Astronomy & Astrophysics 609 (2018), na posibleng sanhi ng global thermal imbalance. Mukhang handa na talaga siyang sumabog anumang oras. Ngunit, sa totoo lang, para magkaroon ng pagkakataon ang sinuman sa atin na makita ang liwanag ng kaganapang ito, kinailangan ni Betelgeuse na lumipad nang magkapira-piraso noong mga araw nina Kepler at Shakespeare.

Kapag ang isang napakalaking bituin ay sumabog, ang mga pinto ng kemikal na kusina nito ay natanggal sa kanilang mga bisagra. Ang mga abo mula sa isang thermonuclear hearth ay nagkakalat sa lahat ng direksyon, upang ang helium, carbon, nitrogen, oxygen, silicon, magnesium, iron, nickel at iba pang mga fusion na produkto ay kumalat sa bilis na daan-daang kilometro bawat segundo. Sa takbo ng paggalaw, ang mga atomic nuclei na ito, na umaabot sa maximum na mass na 60 atomic units, ay malawakang binomba ng isang stream ng high-energy neutrons (mga particle na katumbas ng mass sa mga proton, ngunit walang electric charge) na nagmumula sa collapsing stellar core..

Paminsan-minsan, ang isang neutron, na bumabangga sa nucleus ng isang atom, ay nakakabit dito; bilang resulta ng lahat ng ito, ang pagsabog ng supernova ay sinamahan ng mabilis na synthesis ng mas kumplikadong mga elemento na itinuturing na kinakailangan para sa pagkakaroon ng buhay, pati na rin ang maraming mga radioactive. Ang ilan sa mga isotopes na ito ay may kalahating buhay na segundo lamang, ang iba, gaya ng ⁶⁰Fe at ²⁶Al, nabulok sa humigit-kumulang na milyong taon nang mabuo ang ating protoplanetary nebula, at ang pangatlo, sabihin nating ²³⁸U, malayo pa ang mararating: nagbibigay sila ng geological heating sa bilyun-bilyong taon. Ang superscript ay tumutugma sa kabuuang bilang ng mga proton at neutron sa nucleus - ito ay tinatawag na atomic mass.

Ito ang nangyayari kapag sumabog ang Betelgeuse. Sa isang segundo, ang core nito ay bababa sa laki ng isang neutron star - isang bagay na napakakapal na ang isang kutsarita ng sangkap nito ay tumitimbang ng isang bilyong tonelada - at posibleng maging isang black hole. Kasabay nito, ang Betelgeuse ay sasabog mga 10⁵⁷ neutrino, na nagdadala ng enerhiya nang napakabilis na ang shock wave ay mapunit ang bituin.

Ito ay magiging tulad ng pagsabog ng isang bomba atomika, ngunit trilyong beses na mas malakas.

Para sa mga tagamasid mula sa Earth, ang Betelgeuse ay tataas ang ningning sa loob ng ilang araw hanggang sa bahain ng bituin ang bahagi nito ng kalangitan ng liwanag. Sa susunod na dalawang linggo, ito ay maglalaho, at pagkatapos ay gagapang sa kumikinang na nebula ng isang ulap ng gas, na iniilaw ng isang compact na halimaw sa gitna nito.

Maputla ang mga supernovae kumpara sa mga kilonous na pagsabog, na nangyayari kapag ang dalawang neutron star ay nahulog sa bitag ng mutual attraction at umiikot sa isang banggaan Marahil dahil sa mga kilonov na lumitaw ang mas mabibigat na elemento tulad ng ginto at molibdenum sa kalawakan. … Ang dalawang katawan na ito ay hindi maisip na siksik - bawat isa ay may masa ng Araw, na nakaimpake sa dami ng 10 kilometrong asteroid - kaya ang kanilang pagsasama ay nagiging sanhi ng mga gravitational wave, mga ripple sa istraktura ng espasyo at oras.

Ang mga long-predicted gravitational wave ay unang naitala noong 2015 gamit ang isang bilyong dolyar na instrumento na tinatawag na LIGO Ang unang gravitational wave ay naitala ng Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) noong Setyembre 2015. ang pagsasama ng dalawang black hole sa layo na 1.3 bilyong light years mula sa Earth. (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, "Laser-interferometric gravitational-wave observatory"). Nang maglaon, noong 2017, dumating ang gravitational wave na may pagkakaibang 1.7 segundo na may pagsabog ng gamma radiation na naitala ng isang ganap na naiibang device - tulad ng isang thunderbolt at isang flash ng kidlat.

Nakapagtataka na ang mga gravitational at electromagnetic waves (iyon ay, mga photon) ay naglakbay sa kalawakan at oras sa bilyun-bilyong taon, at tila sila ay ganap na independiyente sa isa't isa (ang gravity at liwanag ay magkaibang bagay), ngunit gayunpaman ay nakarating sa parehong oras. Marahil ito ay isang walang kabuluhan o predictable na kababalaghan, ngunit para sa akin personal, ito synchronicity ng grabidad at liwanag ay pinunan ang pagkakaisa ng Uniberso na may malalim na kahulugan. Ang pagsabog ng isang kilonova bilyong taon na ang nakalilipas, isang bilyong light years na ang nakalipas, ay parang isang malayong tunog ng isang kampana, ang tunog nito ay nagpaparamdam sa iyo na hindi kailanman nagkaroon ng koneksyon sa mga maaaring umiral sa isang lugar sa kalaliman ng kalawakan. Ito ay tulad ng pagtingin sa buwan, iniisip ang iyong mga mahal sa buhay at inaalala na nakikita rin nila ito.

Kung gusto mong malaman kung paano nagmula ang Uniberso, kung saan pa maaaring umiral ang buhay at kung bakit iba-iba ang mga planeta, tiyak na para sa iyo ang aklat na ito. Si Eric Asfog ay nagsasalita nang detalyado tungkol sa nakaraan at hinaharap ng solar system at ang kosmos sa pangkalahatan.

Ang Alpina Non-Fiction ay nagbibigay sa mga mambabasa ng Lifehacker ng 15% na diskwento sa papel na bersyon ng When the Earth Had Two Moons gamit ang TWOMOONS promo code.