مصير الشمس والنظام الشمسي - ما هو ماضينا ومستقبلنا. علماء يؤكدون حدوث شذوذات غريبة للشمس، الشمس ماذا سيحدث لها؟

حتى نهاية الثلاثينيات من القرن الماضي، التزم علماء الفلك بالنسخة التي سينتهي بها تاريخ النظام الشمسي في ظلام دامس وبرد، وأن الأرض ستواجه مستقبلًا لا يحسد عليه للغاية. كان يعتقد ذلك ستبدأ الشمس ببساطة في التلاشي تدريجيًا، وإعطاء طاقة أقل وأقل.

ولهذا السبب، ستتحول الأرض إلى عالم جليدي، خالي من الضوء والحرارة، وسيكون الوضع على كوكبنا في المستقبل أسوأ مما هو عليه الآن على بلوتو. يشترك غالبية الناس العاديين في نفس الرأي حول مصير الشمس والأرض، على الرغم من أن العلم "كتب" منذ فترة طويلة سيناريو لمزيد من التطوير للنظام الشمسي.

كيف يمكن لعلماء الفلك معرفة ما سيحدث للشمس والكواكب بعد ملايين ومليارات السنين؟ أصبح هذا ممكنًا بفضل الملاحظات العديدة وإنشاء العديد من النظريات التي تم تأكيدها عمليًا على أساسها. على وجه الخصوص، هناك الآن العمل نظرية تطور النجوموبفضل ذلك يمكننا أن نقول بثقة ما حدث لهذا النجم أو ذاك في الماضي البعيد وما ينتظره في المستقبل.

وبدون الخوض في التفاصيل، يتلخص المعنى العام لهذه النظرية في ما يلي: يعتمد تطور النجم وحياته وموته على كتلته الأولية وتركيبه الكيميائي. في الوقت نفسه، فإن النجوم من نفس الفئة (القريبة من حيث الكتلة والحجم والتركيب الكيميائي واللمعان واللون وما إلى ذلك) "تعيش" نفس الحياة - فهي تتطور وتموت بنفس الطريقة.

كل هذا ينطبق تمامًا على شمسنا - حيث يمكن التنبؤ بمستقبلها بسهولة بناءً على ملاحظات ملايين النجوم ووفقًا للنظرية المتطورة لتطور النجوم. ووفقا لهذه النظرية، يقع نجمنا تقريبا في منتصف دورة حياتهالكن «موته» سيكون مختلفاً تماماً عما تم وصفه في البداية.

تنتمي الشمس إلى نجوم متوسطة الحجم، وهي الأكثر وفرة في الكون. هذه النجوم مستقرة تمامًا، ويبلغ عمرها الإجمالي أكثر من 20 مليار سنة. ليس من قبيل الصدفة أننا نتحدث عن المدة الإجمالية لوجود النجم - في مراحل مختلفة من تطوره، يمثل نفس النجم كائنات مختلفة تمامًا ذات خصائص وصفات مختلفة.

حاليًا، تمر الشمس بالمرحلة الأكثر استقرارًا والأطول في حياتها، فقد بدأت منذ حوالي 4.59 مليار سنة، ولن تنتهي قبل 4 أو حتى 5 مليارات سنة. ولهذا السبب يقولون إن عمر نجمنا يبلغ حوالي 10 مليارات سنة - بعد كل شيء الشمس لن تكون هي نفسها بعد الآن، مثل الان.

لذلك، بعد حوالي 4.5 مليار سنة، ستبدأ الشمس في التغير. ستكون هذه التغييرات ناجمة عن انخفاض كمية الهيدروجين وزيادة كمية الهيليوم (بعد كل شيء، كما هو معروف، يتم الآن ملاحظة التفاعلات النووية الحرارية لتخليق الهيليوم من الهيدروجين في الشمس، حيث يتم خلالها توليد طاقة هائلة مطلق سراحه). سوف يكون نجمنا يزداد حجمه تدريجيًا ويتحول إلى اللون الأحمر حرفيًا. في هذه الحالة، فإن قلب النجم، غير المرئي للعين، والذي يتم فيه جمع الجزء الأكبر من الهيدروجين والهيليوم، سوف ينضغط ويسخن بشكل كبير.

لكن الشمس لن تتوقف عند مرحلة العملاق الأحمر، بل سيستمر تطورها بشكل أسرع بكثير. لذلك، بعد 7.8 مليار سنة، ستتطور الظروف في قلب النجم، حيث سيبدأ "حرق" الهيليوم النووي الحراري، حيث سيتم إطلاق الأكسجين والكربون. هذه المرحلة غير مستقرة على الإطلاق، فالغلاف الخارجي للشمس المستقبلية سوف يتوسع أكثر وربما يصل إلى المدار الحالي للأرض. لكن المثير للاهتمام هو أن كوكبنا لن يحترق في الغلاف الجوي للنجم.

الحقيقة هي أن الشمس، كونها عملاقًا أحمر، سوف "تفقد الوزن" بسرعة، أي تفقد كتلتك- وهذا بسبب زيادة الرياح الشمسية. وبحلول الوقت الذي يصل فيه النجم إلى مدار الأرض، ستصبح كتلته أقل بكثير، مما سيؤثر على دوران جميع الكواكب. وفقا لقوانين الميكانيكا السماوية، مع انخفاض كتلة الجسم المركزي، فإن جميع الأجسام التي تدور حوله تبتعد، مما يوسع مداراتها، أي أن الأرض ستنتقل ببساطة إلى مدار أبعد ولن تحرقها الشمس . ولكن حتى هذا لن ينقذ كل ما سيكون على كوكبنا بحلول ذلك الوقت - ستكون الزيادة في درجة الحرارة بحيث يتبخر حتى الغلاف الجوي في الفضاء، ولا داعي للحديث حتى عن وجود الحياة.

كما قيل، هذه الفترة من الحياة الشمسية غير مستقرة للغاية، لكنها لن تنتهي بانفجار - كتلة الشمس غير كافية لهذا الغرض. فبدلاً من الانفجار، فإن الضغط الداخلي للنواة سوف يمزق الغلاف الخارجي للنجم "بهدوء" نسبيًا. تشكل هذه القشرة، التي تتوسع تدريجياً، ما يسمى بالسديم الكوكبي، والذي سيتبدد بالكامل بعد عدة عشرات الآلاف من السنين في الفضاء الخارجي.

سيبقى نجم صغير في مكان الشمس، يمكن مقارنته بحجم الأرض، وهو قزم أبيض (ما إذا كان كوكبنا سيكون موجودًا في ذلك الوقت غير معروف، اعتمادًا على حظك). يضيء هذا النجم بسبب الحرارة المتراكمة، ويتوفر منها ما يكفي في القزم الأبيض - وبحسب النظرية الحديثة تصل درجة الحرارة داخل النجم إلى عدة ملايين من الدرجات. عمر مثل هذا النجم هائل حتى بالمعايير الفلكية - يمكن أن يصل إلى مئات المليارات وحتى تريليونات السنين! تدريجيًا، سوف يبرد القزم الأبيض، ويصبح خافتًا، وأخيرًا، يجب أن يبرد تمامًا ويصبح "جثة" النجم - مظلمة وباردة وبلا حراك.

لذا فإن مصيرًا لا يحسد عليه ينتظر الأرض. أولا، يجب أن يصبح كوكبنا كرة صحراوية ساخنة، خالية من الماء والهواء والحياة. وبعد ذلك، إذا تمكن من النجاة من طرد قذيفة العملاق الأحمر، فسوف يصبح قمرًا صناعيًا باردًا لقزم أبيض بالكاد يسخن ويتلاشى في النهاية.

كم مرة تنظر عزيزي القارئ إلى السماء؟ هل صخب الحياة اليومي يجعلك لا تلاحظ العالم المهيب والجميل الذي يحيط بنا وبأرضنا الأصلية؟ جمال وعظمة الكون ببساطة يذهل الخيال.

إن أسرار الكون، على الرغم من بطئها، يتم الكشف عنها تدريجياً من خلال العلم الحديث. في أي علم لا يمكن الاستغناء عن الافتراضات والفرضيات. فماذا يمكن أن نقول إذن عن علوم مثل علم الفلك والفيزياء الفلكية! دعونا نتحدث اليوم عن الفرضيات المتعلقة بما يسمى نهاية العالم. وبطبيعة الحال، في فهمنا الإنساني، نهاية العالم تعني موت الحضارة الإنسانية، وموت الأرض كمسكن للكائنات الحية وكجسم كوني.

إن موت الضوء، إذا كنا نعني الكون بهذا، ربما لن يحدث أبدًا. لقد أثبت العلم أن الكوارث المحلية في الكون تحدث بشكل مستمر ومستمر. نحن نتحدث عن موت النجوم وأنظمتها الكوكبية وحتى المجرات بأكملها. ولكن بدلا من النجوم الميتة المنقرضة، تندلع نجوم جديدة... لا يمكن تدمير المادة، فهي تنتقل من نوع إلى آخر. ولكن من هذه الحجج العامة، وربما الصحيحة، نحن، شعب الأرض، نحتاج إلى الانتقال إلى الحجج حول الموت الحتمي، وبالتالي، الأرض.

وفقا للأفكار الحديثة، فإن "حياة" النجوم مثل شمسنا هي 10-12 مليار سنة. ويعتقد أن الشمس قد "استغرقت" بالفعل نصف هذه الفترة، مما يعني أن نصف وقود الهيدروجين قد احترق بالفعل في أعماقها. كما ترون، يقال بحق أن كل شيء في العالم يصل إلى نهايته. إذا تحدثنا بجدية عن نهاية العالم، أي. حول نهاية الحياة على الأرض، فيمكن أن يحدث هذا في وقت أبكر بكثير من اللحظة التي تنطفئ فيها شمسنا أخيرًا أو (في مرحلة الموت) يزيد حجمها كثيرًا بحيث يصبح مدار الأرض أصغر من قطر الشمس كل العواقب المترتبة على ذلك. هناك أكثر من أسباب كافية لذلك. لذا، سنتعرف اليوم على فرضيات حول كيفية موت شمسنا.

ويعتقد العلم الحديث أن الشمس يمكن أن توجد لمدة 5-6 مليارات سنة أخرى، وستبقى مستقرة لمئات الملايين من السنين، كما تظهر حاليا. لكن التغييرات ستحدث بالطبع وستؤثر تدريجياً على الأرض والإنسانية. إن الافتراضات حول التغييرات التي ستحدث بالضبط لشمسنا وكيف يمكن أن تنتهي قد وضعها العلماء بناءً على نتائج ملاحظات النجوم المماثلة التي تمر بمراحل مختلفة من تطورها. لقد ولدت بعض الفرضيات مؤخرًا نتيجة النمذجة الحاسوبية للعديد من الخيارات للسلوك المحتمل لشمسنا في المرحلة التي تستنفد فيها احتياطياتها من الوقود النووي تدريجيًا.

وأظهرت ملاحظات النجم، الذي حدده علماء الفلك بالجسم NEG 7027، أنه في المراحل النهائية من وجوده. لا يمكن تفسير كل العمليات التي تحدث على هذا النجم "المحتضر المؤلم" بثقة. ولكن ما لوحظ هو كما يلي. بدأ النجم بالنبض، مما تسبب في تبدد الطبقات الخارجية للغلاف الجوي للنجم وتكوين قشرة حوله تمتد على مدى ملايين الكيلومترات. إذا حدث هذا لشمسنا، فإن حدود قذيفة الغاز الخاصة بها سوف تذهب أبعد من ذلك بكثير (!). تتناقص كتلة النجم بسرعة خلال هذه الفترة. يتكون الغاز الموجود في غلاف النجم بشكل رئيسي من جزيئات الهيدروجين وأول أكسيد الكربون. توجد أيضًا جزيئات هيدروكربونية معقدة.

بالتوازي مع تكوين الغلاف الخارجي، تحدث عمليات أيضًا في الجزء المركزي من النجم: ترتفع درجة حرارة السطح إلى ما يزيد عن 200000 درجة مئوية، ويأتي إشعاع ذو قوة هائلة من قلب النجم، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية، التي يؤين ذرات القشرة ويدمر جزيئاتها. هذه المرحلة من وجود النجم قصيرة جدًا، ربما حوالي 1000 عام فقط، أي حوالي 1000 عام فقط. مجرد لحظة بمعايير المجرة، وبعدها سيختفي النجم ويتحول إلى سحابة غازية. يبدو أن النجم المرصود حاليًا، NEG 7027، يقع في منتصف مرحلة الموت النهائية هذه. من المحتمل أن العمليات التي تجري على شمسنا ستتبع نفس النمط في المستقبل.

ويعتقد علماء الفيزياء الفلكية أنه خلال 1.1 مليار سنة، سترتفع درجة حرارة سطح الشمس وسطوعها بأكثر من 10%. يمكن أن يسبب هذا زيادة في تركيز بخار الماء، مما يؤدي إلى تأثير الاحتباس الحراري السريع الذي لن يكون لدى البشرية وعالم الحيوان الوقت ولن يكون بمقدورهما التكيف معه. ومع هذا التطور في الأحداث، سيصبح كوكبنا مشابهًا جدًا لكوكب الزهرة.

وبما أن شدة الأشعة فوق البنفسجية تزداد مع تقدم عمر الشمس، فإن ذلك سيؤدي إلى زيادة محتوى الأوزون في الغلاف الجوي للأرض. ومن المعروف كيف يمكن أن يهدد البشرية وعالم الحيوان.

ستؤدي زيادة سطوع الشمس إلى ذوبان الجليد في المناطق القطبية من الأرض وزيادة منسوب المياه، كما أن زيادة تبخر الماء سيؤدي إلى تسارع دورة المياه. ستصبح الرياح أقوى وسيزداد تآكل التربة. تظهر حسابات العلماء أنه نتيجة لهذه العمليات، فإن محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض سينخفض ​​خلال 900 مليون سنة لدرجة أن عالم النبات قد يموت أو يتدهور إلى حد أنه لن يكون ذا فائدة تذكر تغذية الإنسان والحيوان، وربما سيخلق هذا صعوبات لا يمكن التغلب عليها للحضارة الأرضية. وفي غضون بضعة مليارات من السنين الأخرى، سوف تدمر الأشعة فوق البنفسجية طبقة الستراتوسفير تدريجيًا وتتبخر المحيطات. ستتحول الأرض إلى صحراء جرداء صامتة، وستظل الشمس تشرق فوقها، مما يؤدي إلى تسخين السطح الذي لا حياة فيه، والذي ازدهرت عليه الحياة التي ولدت من نفس الشمس.

ماذا سيحدث بجوار الشمس؟ ومن المعروف أن هناك عمليات اندماج نووي حراري تحدث في قلب النجم. عندما ينفد وقود الهيدروجين، ينكمش القلب بشكل كبير. ووفقا للنظرية، بعد ضغط قلب النجوم من النوع الشمسي، تتوسع الطبقات الخارجية على مرحلتين. تحدث المرحلة الأولى عندما ينقبض القلب وتصبح درجة حرارته أعلى مما كانت عليه في الفترة المستقرة. الزيادة في درجة الحرارة الأساسية تضمن تخليق الهيليوم، وفي الوقت نفسه يتم استعادة الاستقرار لبعض الوقت. يصبح قلب النجم أقل ضغطًا، وتصبح الطبقات الخارجية أقل اتساعًا.

يتم استهلاك احتياطي النجم من وقود الهيليوم بسرعة، وبعد أن يتم استخدامه بالكامل، ينقبض قلب النجم مرة أخرى وتتوسع الطبقات الخارجية مرة أخرى. يصبح النجم عملاقًا فائقًا ذو لمعان أعلى بكثير من سطوع النجم الأصلي.

تفترض إحدى الفرضيات قدرة الأرض، من خلال التنظيم الذاتي، على الحفاظ على المعلمات البيئية على سطحها لفترة طويلة بما فيه الكفاية وفي ظروف زيادة سطوع الشمس. ولكن عند الفحص الدقيق، من غير المرجح أن يتبين أن هذه الفرضية قابلة للتطبيق. في الواقع، ما هي الخصائص التي تحتاجها المادة الحية لكي توجد في ظروف يكون فيها سطوع الشمس أكبر بعدة آلاف المرات مما هو عليه في عصرنا؟ أي أنه من المتوقع أن يصل هذا اللمعان الأقصى للشمس بعد حوالي 7.5 مليار سنة. وتظهر حسابات علماء الفيزياء الفلكية أن الشمس ستفقد في المراحل الأخيرة من تطورها قدرا كبيرا من كتلتها وسيزداد نصف قطرها إلى 168 مليون كيلومتر، وهو ما يتجاوز بكثير مسافة 150 مليون كيلومتر التي يقع فيها مدار الأرض حاليا. في ظل هذه الظروف، ستتغير مدارات الكواكب عطارد والزهرة والأرض، وستسقط الكواكب، التي تتحرك في دوامة، في الشمس وتدمر. سيحدث هذا، كما ذكرنا سابقًا، بعد 7.5 مليار سنة.

وعلى سبيل العزاء، أفاد بعض العلماء أن الحسابات الجديدة تظهر أن هذا سيحدث للأرض بعد حوالي 200 مليون سنة من حدوثه لعطارد والزهرة. ولكن في نهاية المطاف سوف ترتفع درجة حرارة سطح الأرض لدرجة أن الحياة عليها ستصبح مستحيلة.

تظهر الحسابات الجديدة التطور التالي للأحداث:

تفقد الشمس كتلتها، وتقل جاذبيتها. ونتيجة لذلك، سيزداد مدار كوكب الزهرة من 108 إلى 134 مليون كيلومتر، لكن هذا لن ينقذ كوكب الزهرة. سيتم تشويه مسار حركتها بسرعة بسبب قرب الشمس، وسيقع كوكب الزهرة في مركز الشمس وينتشر عبر قرص النجم.

سيزداد مدار الأرض ببطء، ومع ضعف جاذبية الشمس، وتحولها إلى عملاق أحمر، ستتحرك الأرض إلى ما هو أبعد من غلافها الجوي الخارجي. ستزيد المسافة من الشمس إلى الأرض إلى 185 مليون كيلومتر. هذا سوف ينقذها من الوقوع في الشمس. ولكن بحلول هذه اللحظة ستبدو الأرض مثل عطارد، أي. ستكون كتلة محروقة ومجروحة ذات قاع جاف من المحيطات السابقة. ستحتل الشمس الحمراء 70% من سماء الأرض، لأن سيتم فصل مدار الأرض عن سطح الشمس على مسافة لا تتجاوز 1/10 من نصف قطر الشمس.

وسوف يتجنب السقوط على الشمس والمريخ، اللذين سيتحركان على طول مدار موسع. علاوة على ذلك، سوف يدور كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو في مدارات موسعة. تشكل المادة التي تطلقها الشمس أثناء موتها ما يسمى بالسديم الكوكبي، وستكون كثافته ضئيلة. وبالتالي فإن هذا السديم لن يكون له تأثير على بقاء الكواكب في مداراتها الجديدة.

كل هذه العمليات سوف تحدث في المستقبل البعيد جداً، فالبشرية، أو ما تتحول إليه خلال فترة زمنية ضخمة لا يمكن تصورها، سوف تغادر الكوكب منذ فترة طويلة أو تنقرض. من المحتمل أن يكون نظامنا الكوكبي خاليًا من الحياة في المستقبل. لكن لا يمكن استبعاد أن يؤدي التطور إلى ظهور أشكال جديدة غير بشرية من الحياة الذكية بعد رحيل جنسنا البشري أو تغيره. قد يتم دمج الفرضيات العلمية في هذه الحالة مع الخيال الذي لا توجد حدود له.

يُعتقد أن عمر الشمس 4.8 [لايباخر وآخرون، 1985] أو 4.6 مليار سنة [يونغ صن...، 2002]. لقد نشأت قبل ذلك بقليل أو في نفس الوقت الذي نشأت فيه كواكب النظام الشمسي من سحابة مشتركة من الغاز والغبار. الشمس هي نجمة من نجوم الجيل الثاني من مجرتنا، والسحابة التي شكلتها نشأت من مادة مقذوفة من انفجار نجوم الجيل الأول (أي هذه هي مادة المستعرات الأعظم التي يحتفظ بها مجال الجاذبية لمجرتنا). عندما تنفجر المستعرات الأعظم، يتم إطلاق كمية معينة من العناصر الثقيلة في البيئة، وبالتالي توجد هذه العناصر في النظام الشمسي، على الرغم من أن العناصر الخفيفة لا تزال سائدة - الهيدروجين والهيليوم. لأن العناصر الثقيلة ضرورية للحياة؛ ويقولون أحيانًا مجازيًا إننا جميعًا أبناء نجوم منفجرة (لا يمكن أن تكون الحياة قد نشأت بالقرب من نجوم الجيل الأول).

التركيب الأولي المقدر للشمس هو 73% هيدروجين و 25% هيليوم، أي. تقريبًا نفس النسبة التي كانت أثناء الانفجار الكبير الذي أدى إلى ولادة كوننا، ولكن مع وجود العناصر الثقيلة [ماذا ينتظر الشمس والأرض؟ 1994]. في السابق، كانت الشمس تدور حول محورها بشكل أسرع مما هي عليه الآن [كاتسوفا، ليفشيتس، 1998].

بعد ذلك، بدأ الهيدروجين الموجود في قلب الشمس يحترق ويتحول إلى هيليوم. تدفقت تيارات الضوء والبلازما الشمسية (المادة المؤينة) من الشمس في كل الاتجاهات، وبدأت كتلة الشمس في الانخفاض ببطء. بدأت كمية الهيليوم في النواة في الزيادة، وزادت النواة الأثقل والأكثر إحكاما من درجة حرارتها وكثفت التفاعلات النووية الحرارية. ونتيجة لذلك، بدأت الشمس تشرق أكثر سطوعًا وتستمر في زيادة سطوعها بشكل مستمر. في الوقت نفسه، تباطأ دوران الشمس حول محورها قليلاً: تم استخدام الطاقة لتكوين الإكليل والحفاظ على العمليات النشطة فيه (تحمل الرياح الشمسية المجالات المغناطيسية المجمدة فيها، والتي تدور مع الشمس إلى ارتفاع معين، ثم يتباطأ، ويدور حول الشمس ويبطئها، ويتفاعل مع المجالات المغناطيسية تحت سطح النجم) [كاتسوفا، ليفشيتس، 1998]. يؤدي كبح النجم بفعل الرياح النجمية إلى انخفاض تدفقات الحمل الحراري وانخفاض النشاط السطحي للنجم، لكنه لا يؤثر على النشاط العام.

في مرحلة النجم الأولي، كانت الشمس أكثر حرارة بـ 500 درجة كلفن وأكثر سطوعًا بـ 4 مرات من الآن، لكنها توهجت بعد ذلك بسبب سقوط بقايا السحابة الجزيئية الأم، ولم تستمر هذه الفترة إلا بضعة ملايين من السنين [الشمس الشابة.. ، 2002]. ثم انتهى سقوط الغاز وانخفض اللمعان بشكل حاد. حتى الآن، زاد لمعان نجمنا مرة أخرى، ولكن حتى الآن بنسبة 30٪ فقط، وانخفضت كتلته إلى حد ما [ماذا ينتظر الشمس والأرض؟ 1994]. وأدى ذلك إلى بعض التغييرات في النظام الشمسي. بسبب انخفاض الكتلة الشمسية، تحركت الكواكب قليلاً بعيدًا عن الشمس، ولكن يبدو أنها بدأت في تلقي المزيد من الضوء.

سيكون لدى الشمس ما يكفي من وقود الهيدروجين لمدة 5 مليارات سنة أخرى [الكون، 1999]. في هذه الحالة ستحدث أحداث يمكن التنبؤ بها جيدًا [ماذا ينتظر الشمس والأرض؟ 1994].

وبعد 1.1 مليار سنة، سيزداد لمعان الشمس بنسبة 10% أخرى.

بعد 3.5 مليار - بنسبة 40٪. ربما ستصبح الأرض بعد ذلك مشابهة لكوكب الزهرة: سيتحلل بخار الماء الموجود في الطبقات العليا من الغلاف الجوي تحت تأثير الضوء إلى أكسجين وهيدروجين، وسيطير الهيدروجين الخفيف إلى الفضاء، وسيختفي الماء وسيتوقف عن غسل ثاني أكسيد الكربون من الأرض. الغلاف الجوي مع المطر، سوف يتراكم ويسبب تسخينًا كارثيًا لسطح الكوكب بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري. ولكن في هذا الوقت قد تنشأ ظروف مواتية للحياة على المريخ (سوف تذوب التربة الصقيعية، وسوف يمتلئ المحيط الشمالي بالمياه، وما إلى ذلك).

على مدى 6.4 مليار سنة القادمة، سوف يحترق الهيدروجين الموجود في الشمس في قشرة قلب الهيليوم. سوف يتوسع النجم إلى عدة عشرات من الشموس، ويبرد، ويصبح عملاقًا أحمر. وفي هذه الحالة يزداد اللمعان [سوكر، 1992].

بعد ذلك ستزداد درجة الحرارة في قلب الهيليوم المتضخم إلى حد أن الهيليوم سوف "يشتعل" (مع تكوين الأكسجين والكربون) [سوكر، 1992]. [سوف يتوسع اللب، وسوف تتوسع طبقة الهيدروجين الموجودة فوق اللب مباشرة، وبالتالي، من المحتمل أن يتوقف التفاعل النووي الحراري في الطبقة الموجودة فوق اللب، مما سيؤدي إلى ضغط عام للجزء غير النووي من النجم - يو.ن.]. سوف تتقلص المناطق الخارجية قليلًا وتتحول إلى اللون الأزرق [سوكر، 1992]. سوف تزيد الشمس من لمعانها مرتين أخريين.

وعلى مدى 1.3 مليار سنة، سوف يتوسع ببطء ويزداد قطره 170 مرة [ماذا ينتظر الشمس والأرض؟ 1994]، سيصبح عملاقًا برتقاليًا أو حتى أحمرًا [Keyler, 1992]. في هذه الحالة، سيتم امتصاص الزئبق.

وهذا التوسع لن يصل إلى الأرض. بالإضافة إلى ذلك، بحلول هذا الوقت، سيبقى 72.5٪ فقط من الكتلة الحديثة من الشمس، وستتحرك الأرض بعيدًا.

سيكون هناك توقف مستقر يدوم 110 مليون سنة، والذي سيتم استبداله بمزيد من التوسع السريع للشمس في غضون 20 مليون سنة. وعندها ستصل الشمس إلى مدارها الحديث للأرض ويزداد سطوعها بمقدار 5200 مرة. لكن كتلة الشمس ستكون 59% فقط من كتلة الشمس الحديثة، وستتحرك الأرض إلى المريخ الحديث وستبقى على قيد الحياة. إلا أن درجة الحرارة على الأرض ستصل إلى 1600 درجة مئوية، وسيكون كوكبا سائلا منصهرا.

عندما يحترق الهيليوم الموجود في النواة، ينكمش القلب، ويشتعل الهيليوم الموجود في غلاف النواة، ويتحول النجم إلى "بصلة" متعددة الطبقات. ستبدأ طبقاته الخارجية في التوسع بسرعة، وفي مرحلة ما سوف تهب الرياح الشمسية على قشرة الشمس. سيظهر أولاً سديم كوكبي أولي غير مرئي من هذه القشرة، لأنه عند درجات حرارة أقل من 1000 درجة كلفن، يتكون الكثير من الغبار، مما يحجب النجم. ثم، مع مزيد من خلخلة المادة المحيطة بالنجم، يتم تشكيل ما يسمى بالسديم الكوكبي. وتوجد مثل هذه السدم حول بعض النجوم المحترقة، وكان يُعتقد سابقًا أن الكواكب تتكون منها، لكن في الحقيقة هذه هي “الزفير الأخير للنجوم المحتضرة” [سوكر، 1992]. في وسط النظام الشمسي، بدلا من الشمس العملاقة الحمراء الضخمة، سيبقى قزم أبيض منكمش بكتلة تبلغ حوالي 0.6 من كتلته الحديثة ولمعان منخفض للغاية (بسبب طاقة الضغط التدريجي). وفي غضون 50 ألف سنة سوف يتبدد السديم [Keyler, 1992]. سوف تغرق بقايا النظام الشمسي في البرد والظلام. سوف يبدأ الاستقرار الذي لا حياة فيه. ومع ذلك، مع الأخذ في الاعتبار التطور المتفجر للعقل، فإن أي توقعات لمثل هذا الوقت الطويل يجب أن تكون خاطئة.

الشمس، إذا لم يتدخل أحد في مصيرها، ستعود ما يقرب من نصف مادتها إلى الوسط النجمي، والباقي سيتم "الحفاظ عليه" على شكل قزم أبيض.

لن تموت الشمس نتيجة انفجار على الإطلاق، بل ستتغير تدريجياً حتى يتم تدميرها. لقد قمنا بتجميع وصف لهذه العملية في مجموعة رائعة.

زيادة في درجة حرارة سطح الأرض

1. وبعد حوالي 1.1 مليار سنة، ستبدأ الشمس في التغير. ومع استهلاك وقود الهيدروجين الموجود في القلب، سيحدث الاحتراق بشكل أساسي على السطح، مما يتسبب في تألق النجم بشكل أكثر سطوعًا وسيكون للإشعاع المتزايد تأثير مدمر على كوكبنا.

وسيرتفع متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض إلى حوالي 75 درجة مئوية. سوف تتبخر المحيطات وسيصبح الكوكب صحراء هامدة.

يتم تحويل كل الهيدروجين إلى الهيليوم

2. عندما تستخدم الشمس كل الهيدروجين لإنتاج الطاقة، فإنها ستحوله إلى هيليوم، وفي النهاية سيكون هناك الكثير من الهيليوم. الهيليوم عنصر غير مستقر، لذلك سيبدأ في الانهيار. سيصبح قلب الشمس أكثر كثافة وأكثر سخونة، وسيزداد حجم النجم مرة ونصف وسيصبح أكثر سطوعًا مما هو عليه الآن.

وعلى مدى الـ 700 مليون سنة القادمة، سيستمر في النمو، وبعد ذلك سوف يبرد قليلاً. ومن سطح الأرض الصحراوي ستظهر الشمس ككرة برتقالية ضخمة معلقة في السماء الضبابية.

ستفقد الشمس حوالي ربع كتلتها الإجمالية

3. وفي عمر حوالي 1.2 مليار سنة، ستفقد الشمس حوالي ربع كتلتها، ومن ثم ستتغير مدارات الكواكب: سيكون كوكب الزهرة في نفس مدار الأرض تقريبًا، وستتحرك الأرض نفسها أبعد من ذلك.

سوف تتحول الشمس إلى عملاق أحمر

4. وفي نهاية المطاف، ستتحول الشمس إلى عملاق أحمر، وسيزداد حجمها بنحو 166 مرة، وسيصل "تاجها" إلى المكان الذي كان فيه مدار الأرض. سيتم بالفعل امتصاص عطارد والزهرة بواسطة النجم بحلول هذا الوقت. على الأرض، ستبدأ الجبال في الذوبان والتدفق، وستتشكل تيارات هائلة وبحار من الحمم البركانية. سوف تحجب الشمس الحمراء الضخمة نصف السماء.

ستبدأ الحياة على الكواكب الأخرى

5. ورغم أن الكواكب "الداخلية" ستموت حتما، إلا أن الحياة قد تنشأ في عوالم بعيدة. على سبيل المثال، سوف يذوب الجليد الموجود على القمر الصناعي لكوكب المشتري، أوروبا، وسيحصل بلوتو أخيرًا على ما يكفي من ضوء الشمس والحرارة.

تدمير الكربون والأكسجين

6. عندما تصل الشمس إلى أقصى حجم لها، ستسخن نواتها إلى درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية، وهذا سوف يسبب تخليق الهيليوم. ستبدأ ذرات الهيليوم في الانهيار وسيتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة. سيبدأ حجم الشمس مرة أخرى في التناقص، على الرغم من أنها لن تصل أبدًا إلى حجمها الأصلي. وسيستمر هذا لمدة 110 مليون سنة القادمة. بعد ذلك، نتيجة للتفاعل النووي، ستظهر عناصر جديدة - الأكسجين والكربون. وعندما يتراكم ما يكفي منها في قلب الشمس، سيتضاعف حجمها مرة أخرى. أخيرًا، سيبقى قلب الهيليوم مرة أخرى، وسيتم تدمير الكربون والأكسجين، ولكن ستكون هناك طاقة كافية لبدء الموت نفسه.

سوف تختفي جميع الكواكب الداخلية

7. سيزداد حجم الشمس بشكل مطرد حتى لا يتبقى المزيد من الهيليوم والهيدروجين. وسيكون أكبر بـ 180 مرة وأكثر سطوعًا بآلاف المرات مما هو عليه الآن. سيتم إلقاء كمية هائلة من المواد في الفضاء، وسيتم فقدان ما يقرب من نصف الكتلة. الكواكب الداخلية لن تكون أكثر من مجرد ذكرى بحلول ذلك الوقت.