Будущее Солнечной системы

В настоящее время статья находится в стадии систематизирования, обработки материала, сбора ссылок.

Будущее Солнечной системы — рассматриваемый наукой комплексный процесс взаимосвязанных событий истории Солнечной системы в будущем, как в целом, так и с каждым отдельным её компонентом (Солнце, планеты, спутники). Рассматриваемый процесс охватывает собой колоссальный промежуток времени — миллиарды лет.

Осмысление будущего Солнечной системы[править | править код]

Столкновение Галактики Млечный путь с Туманностью Андромеды (компьютерное моделирование)

Солнечная система — достаточно крупное образование, и, как и во всякой динамически развивающейся и меняющейся системе, в ней происходят разнообразные события. Эти события могут быть подразделены на главные и второстепенные. Главные события и, соответственно, второстепенные, напрямую зависят от главного компонента Солнечной системы — Солнца. Именно динамика процессов, происходящих в недрах и на поверхности Солнца, оказывает решающее воздействие на все остальные тела Солнечной системы. Само по себе Солнце, являясь звездой, представляет собой не застывшее и постоянное во времени небесное тело, а динамически развивающееся, процессы изменения и развития которого «дирижируют ансамблем» в Солнечной системе. И в самом деле, при рассмотрении процессов, управляющих Солнцем, становится очевидно, что Солнце представляет из себя термоядерный реактор гигантских размеров и массы и играет в Солнечной системе роль центра гравитационного притяжения и основного поставщика энергии. Если произвести строгий учёт потерь массы Солнца (4,4 млн т/сек), то становится ясно, что при колоссальной общей массе Солнца, гравитационное воздействие на планеты уменьшится на исчезающе малую величину. Таким образом, при рассмотрении будущих процессов в Солнечной системе, гравитация может считаться неизменной по своей величине, и её изменение существенно не повлияет на радиусы орбит планет. Совершенно иная ситуация наблюдается при рассмотрении Солнца как поставщика электромагнитной энергии (тепло и свет), и именно в этом направлении наблюдается наиболее многообразное изменение температурных условий в системе Солнца. Именно температура и режимы корпускулярного излучения Солнца становятся определяющими при оценке будущих процессов на планетах Солнечной системы.

Солнце стареет. С течением времени в его недрах изменяются режимы прохождения термоядерных реакций, и это находит своё отражение на поверхности звезды. По последним научным данным, Солнце с течением времени расширяется, а его светимость возрастает. Этот процесс имеет глобальные масштабы и играет определяющую роль в Солнечной системе, и считается что помешать этому процессу на данном этапе развития человеческой цивилизации ничто не способно.

Известно также, что Солнце не «стоит» на месте, а перемещается по орбитальной траектории вокруг центра Галактики, а сама Галактика перемещается в направлении относительно группы галактик, и в этом смысле Солнечная система проходит значительный путь, на котором возможные будущие события. Таким образом, будущее Солнечной системы не рассматривается как будущее изолированной системы.

Жизнь, и будущее Солнца[править | править код]

Основная статья: Эволюция Солнца

Основные стадии жизненного цикла Солнца

Солнце относится к группе небольших по размерам и массе звёзд, и с этой точки зрения оно является рядовой звездой нашей Галактики. Эта скромная звезда не прожила ещё и половины отпущенного ей природой срока, и по антропной аналогии представляет собой человека средних лет (35—40 лет). В тоже время известно, что в его недрах израсходовано почти половина водорода, превращение которого в гелий, является основным источником его энергии. В настоящее время точно определено что содержание водорода в массе Солнца составляет 36,3 %, вместо 70,6 %, которые составляли его массу на период рождения из протосолнечного облака. Интенсивность процессов энерговыделения в Солнце такова что каждую секунду 600 тонн водорода в его недрах превращаются в гелий. При этом 4,3 тонны становится электромагнитной энергией, которая даёт тепло Солнцу, и всей Солнечной системе. Протекание термоядерных реакций в его центральных областях происходит при температурах около 15—16 млн градусов, по т. н. «углеродному циклу». В центре Солнца присутствует гигантское давление (~100 млрд атм), и это позволяет сохранить устойчивость звезды в противоборстве с силами тяжести верхних слоев его вещества. Процессы борьбы гравитации и чудовищного давления, сбалансированных в течение миллиардов лет, так или иначе окончатся победой гравитации вследствие исчерпания термоядерной энергии в его недрах. Области, в которых происходит термоядерный синтез на Солнце, постоянно расширяются, и соответственно неизбежно возрастает общая светимость Солнца. Современные гипотезы происхождения Солнца утверждают, что в самых ранних стадиях его рождения, светимость его составляла около 70 % от нынешнего уровня, и в соответствии с расчётами следующие 6,5 миллиардов лет его общая светимость будет расти прямо пропорционально времени. В тот момент времени, когда в центре Солнца термоядерные реакции прекратятся, начнутся новые процессы противоборства между его ядром и внешними слоями. В результате сжатия его ядра повысится концентрация остатков ещё не вступившего в термоядерную реакцию водорода, и начнётся новый бурный цикл реакций, в результате ядро Солнца вновь будет расширено. По достижении Солнцем возраста в 7,5 миллиарда лет, оно резко увеличится в размерах и перейдет в фазу красного гиганта. При этом его диаметр станет больше нынешнего примерно в 160 раз (~225 млн км), что больше по размерам, чем диаметр орбит Меркурия и Венеры. Оболочка этого своеобразного Солнца будет иметь температуру около 3000 градусов. Поверхностные массы газов будут достаточно быстро рассеиваться, и в результате будет потеряна в окружающее пространство значительная масса. Такая фаза существования Солнца продлится несколько десятков миллионов лет. Центр Солнца будет представлять из себя плотный, раскалённый шар, который сравнительно быстро разогреется до 100 млн градусов, и уровень температур в его ядре преодолеет порог начала термоядерных реакций для гелия. Превращение гелия в углерод будет продолжать снабжать энергией нашу звезду в течение ещё длительного времени. На этой фазе жизни Солнца, оно перейдёт в состояние белого карлика, и уменьшившись в 10 раз в размерах, увеличит свою светимость в 40—50 раз. Фаза «выжигания» гелия продлится примерно 100—150 млн лет. В тот момент, когда запасы гелия и остатков водорода закончатся, повторится бурное расширение Солнца, и оно снова станет красным гигантом. Зона горения гелия переместится ближе к периферии. Светило, в которое превратится Солнце, потеряет стабильность: начнутся отдельные вспышки, происходящие от того, что в ядерную реакцию включатся не затронутые ранее остатки гелия. Светимость будет то резко возрастать, то падать — такое показывают наблюдения за другими звёздами. В отдельных случаях светимость звезды будет возрастать более чем в 5000 раз от современного уровня. Это заключительный акт умирания малых и средних по размеру звёзд. В дальнейшем будет усиливаться солнечный ветер (рассеивание газов звёздной оболочки). Через несколько тысяч лет от красного гиганта останется лишь маленькое горячее ядро, и приблизительно через 75 000 лет наша звезда снова будет в стадии белого карлика, который постепенно остывает. Остаток массы составит около 50 % от той, что Солнце имеет сейчас, а его диаметр уменьшится до 80 000 километров (меньше диаметра Сатурна). Плотность вещества на Солнце достигнет двух миллионов тонн в каждом кубическом сантиметре. Вся история нашего Солнца займет период времени 12,4 миллиарда лет.

Тусклый и холодный белый карлик — вот всё что останется от Солнца на поздних стадиях его эволюции (фантазия художника)

В конечном счете, все, что останется от Солнца, — белый карлик, горячий, тусклый и необычайно плотный объект, в половину его начальной массы, а размером примерно в диаметр Земли. Если представить себе будущие угловые размеры такого Солнца, рассматриваемого с поверхности современной орбиты Земли, то это будет светящаяся точка приблизительно размером с Венеру и яркостью в 100 раз больше чем нынешнее Солнце. Поскольку Солнце постепенно умирает, уровень его гравитационного притяжения на орбитальных планетах, кометах и астероидах уменьшится. Орбита Земли и орбиты других планет существенно расширятся. Когда Солнце станет белым карликом, будет достигнута заключительная конфигурация Солнечной системы: Меркурий давно прекратит своё существование; Венера будет находиться примерно на одну треть дальше чем нынешняя орбита Земли (примерно 1.35 а. е.), а орбита Земли будет расположена приблизительно на треть дальше, чем нынешняя орбита Марса — теперь (примерно 1.85 а. е.), орбита Марса почти удвоится (примерно 2.8 а. е.). В целом наша Солнечная система изменится весьма значительно. Венера и Земля, и другие оставшиеся миры в нашей Солнечной системе будут погружены в глубокий холод и будут представлять из себя замороженные, тёмные, холодные, и безжизненные миры. Они продолжат своё движение по орбитам их мёртвой звезды, а их скорость сильно замедлится из-за их увеличенного расстояния от Солнца и меньшей гравитации. В течение последующих двух миллиардов лет, вследствие охлаждения белого карлика в которое превратится Солнце, углерод в его ядре кристаллизуется, преобразуясь в гигантский алмаз. В конечном счёте, белый карлик, медленно охлаждаясь за миллиарды и триллионы лет, прекратит излучать в космическое пространство свет, затем инфракрасное излучение и радиоволны.

Общий характер изменения планет Солнечной системы в будущем[править | править код]

Планеты и их спутники подобно Солнцу также не являются чем-то постоянным и неизменным, и с течением времени меняются. Ядерные процессы в недрах планет в течение геологических эпох оказывают значительное влияние на внешний облик этих небесных тел, аккреция вещества (пыль и газ) увеличивают их массу и несколько меняют радиус их орбит, потеря лёгких элементов вследствие малой гравитации и воздействия Солнечного света, температурный режим на поверхности вследствие возрастания и изменения светимости Солнца — вот те основные факторы которые окажут в ближайшие миллиарды лет большое влияние на планеты и их спутники. Помимо природных сил, на некоторые планеты и их спутники может быть оказано и весьма значительное антропогенное влияние, которое уже в начале XXI века оказалось сравнимо с геологическими силами на Земле и продолжает увеличиваться в своих масштабах.

Будущее Меркурия[править | править код]

Восход Солнца на современном Меркурии (фантазия художника)

В настоящее время Меркурий расположен к Солнцу ближе всех остальных планет Солнечной системы, и воспринимает огромную плотность солнечной энергии. Этот мир сильнейшей жары и глубокого холода (на ночной стороне) в будущем окажется в ещё более жёстких условиях. Расширение Солнца в последующие миллиарды лет настолько сильно разогреет Меркурий, что вначале вызовет плавление его поверхности и её испарение. В эпоху когда Солнце станет красным гигантом, Меркурий будет поглощён поверхностными слоями Солнца, даже учитывая то что радиус орбиты Меркурия несколько увеличится. Поглощённый Меркурий окажется в условиях температур свыше 4000 градусов, и за короткий промежуток времени (порядка нескольких миллионов лет) потеряет значительную массу из-за испарения, а оставшаяся часть планеты будет захвачена гравитацией Солнца вследствие значительной потери ей скорости из-за аэродинамического сопротивления газов, в которые она будет погружена. Меркурий как планета перестанет существовать.

Будущее Венеры[править | править код]

Основная статья: Будущее Венеры

Терраформированная Венера

Современная Венера представляет собой планету с крайне жёсткими природными условиями. Более массивная (в 92,1 раза) атмосфера чем у Земли, способствует значительному парниковому эффекту в течение длительного времени, и на Венере помимо сверхвысокого атмосферного давления наличествуют и очень высокие температуры. Сходство Венеры размерами с Землёй, а также её местоположение на границе «обитаемой зоны» позволяет рассматривать это небесное тело в качестве кандидата на терраформирование, и в этом направлении трудятся коллективы учёных-энтузиастов. Независимо от того, будет ли Венера терраформирована или нет, сроки поддержания природных условий на её поверхности также ограничены вследствие расширения Солнца. В случае успешного терраформинга Венеры, пригодные для поддержания и развития жизни на её поверхности ограничены несколькими сотнями миллионов лет (около 300). При этом не принимается в расчёт (вследствие малоизученности вулканизма Венеры) возможность активного вулканизма Венеры как фактора могущего повлиять на её природные условия. В целом Венера согласно расчётам должна будет пройти схожий с Землёй путь превращения в раскалённую пустыню, лишённую атмосферы. Несмотря на увеличение радиуса орбиты Венеры в будущем, поверхностные температуры на её поверхности превысят 2000 °C, и горные породы слагающие её поверхность подвергнутся значительному оплавлению и даже некоторому испарению. В конечном итоге, при вхождении Солнца в фазу белого карлика, на Венере установится глубокий холод.

Будущее системы Земля — Луна[править | править код]

Основная статья: Будущее Земли

Восход Солнца на Земле через 6 миллиардов лет

Известно, что каждый миллиард лет Солнце увеличивает свою яркость примерно на 10 %, и уже через один миллиард лет, в результате такого увеличения светимости Солнца «обитаемая зона» Солнечной системы будет смещена за её нынешние пределы. Поверхность Земли, воспринимающая значительный объём солнечной энергии будет сильно нагрета солнечным излучением, пока не станет непригодной для жизни. Вся жизнь на Земле постепенно вымрет, хотя шансы уцелеть у неё будут ещё довольно высоки в полярных областях, и в глубинах Мирового океана. В целом промежуток времени около 3 миллиардов лет достаточно велик, для того чтобы жизнь на Земле прошла длительную и сложную эволюцию, и приспосабливаясь к меняющимся климатическим условиям, выработала новые виды живых организмов. Рассматриваемые временные промежутки будущего Земли достаточно велики и для многократного возникновения новых форм разумной жизни. В конце этих 3 миллиардов лет, Земля достигнет поверхностных условий, подобных Венере сегодня; океаны в значительной степени испарятся, и вся жизнь (в известных формах) будет попросту невозможна, и постепенно исчезнет. Резко возросшая температура поверхности Земли ускорит неорганический цикл CO₂, уменьшая его концентрацию до смертельных уровней через 900 миллионов лет. Но даже если бы Солнце было вечно и светимость его была бы неизменна, длительное внутреннее охлаждение Земли привело бы к потере большой части её атмосферы и океанов (за счёт сокращения вулканизма). Определенно, для океанов Земли, что более низкие температуры в земной коре позволят воде просачиваться гораздо глубже в планету, чем это происходит сегодня, а в конце второго миллиарда лет полностью исчезнет поверхностная вода.

Солнце — белый карлик. Вид с безжизненной Земли (фантазия художника)

Приблизительно через 4,5 миллиарда лет с настоящего времени, будут истощены водородные запасы в ядре Солнца, и за счёт смещения «зоны горения» в его менее плотные поверхностные слои. Это вызовет закономерное расширение его почти в 80 раз больше его нынешнего диаметра. В течение 7,7 миллиардов лет с этого времени, температура поверхностных слоёв Солнца понизится, но одновременно за счёт его расширения возрастёт его общая светимость. Поскольку Солнце расширяется, это поглотит планету Меркурий; однако, Земля и Венера, как показывают расчёты, выживут; так как Солнце потеряет приблизительно 28 % своей массы, и его более низкое гравитационное притяжение задаст им более высокие орбиты 1,7 а. е (Земля) и 1,2 а. е (Венера) соответственно. В таких условиях Земля будет представлять собой раскалённую пустыню, со средней поверхностной температурой 1273 K (1000 °C), а её атмосфера будет сорвана сильнейшим солнечным ветром. Солнце, как ожидают, останется в красной гигантской фазе в течение приблизительно 100 миллионов лет, и соответственно в течение этих 100 млн лет на Земле будет горячо как в металлургической печи. В дальнейшем, с входом Солнца в фазу белого карлика, поверхность Земли будет остывать и постепенно погрузится во тьму. Восход Солнца на такой Земле будущего будет представлять собой восход звезды с угловыми размерами близкими к размерам современной Венеры, но с яркостью приблизительно в 100 раз большей, а поверхностные температуры на планете будут ниже −200 °C и ниже.

Будущее Марса[править | править код]

Основная статья: Будущее Марса

Марс в будущем (через ~1,1 млрд лет) будет отогрет лучами расширяющегося Солнца, и в течение 1,3‒1,4 млрд лет сможет обладать условиями благоприятными для развития и поддержания жизни. (фантазия художника)

Судьба Марса крайне интересный предмет для изучения не только в теоретическом плане, но и с практической точки зрения для всего человечества. Высока вероятность того, что Марс «примет эстафету» жизни в Солнечной системе, и станет в будущем новым домом для Земной жизни. В целом Марсу суждено пережить своё новое рождение, и стать второй «голубой планетой» вслед за умирающей Землёй. Известно, что наклон оси вращения Марса изменяется хаотично с интервалом в несколько миллионов лет. В настоящее время, осевой наклон планеты колеблется между 15° и 35°, что меньше чем 5 миллионов лет назад, когда наклон оси вращения Марса составлял от 25° до 45°. Через 5 миллионов лет, этот диапазон, вероятно, изменится вновь и такие циклы будут повторяться снова. Наклон оси вращения планеты определяет, количество солнечной энергии на различных широтах, и изменение угла наклона планеты приводит к значительным изменениям в климате планеты и в частности к нагреву полярных областей. Наклон оси вращения Марса продолжит изменяться от 0° до 60° в будущем, и увеличение количества солнечной энергии, достигающей полярных шапок увеличиться. Это будет иметь большие последствия не только для климата на Марсе, но для любых будущих попыток к терраформированию планеты. Как уже было сказано, Солнце постепенно увеличивает свою яркость приблизительно на 10 % каждый миллиард лет, и примерно через 1,1 миллиарда лет, когда жизнь на Земле станет невозможной из-за перегрева атмосферы, Марс также постепенно нагреется и станет более теплым и влажным чем теперь. Его тонкая атмосфера будет постепенно увеличивать свою мощность, и через 2,5 миллиарда лет с настоящего времени, поверхность Марса подвергнется таким существенным климатическим изменениям, что станет потенциально пригодной для возникновения, развития и поддержания жизни. В этот промежуток времени Земля уже станет совершенно непригодной для жизни. Постепенное повышение температуры Марса, восстановит его потерянную атмосферу, за счёт размораживания углекислого газа и подповерхностной криолитосферы, и давление атмосферы значительно увеличится. Примечательно, что при взаимодействии огромного количества перекисных соединений находящихся в грунте Марса с водой, позволит высвободить в его атмосферу значительные количества свободного кислорода. Интересна судьба спутников Марса, которые за счёт приливных сил постепенно снизят свои орбиты. В частности спутник Марса Фобос уменьшает радиус своей орбиты приблизительно на 1,8 метра за столетие, и через 30‒80 миллионов лет, когда радиус его орбиты составит около 7 100 км, он войдёт в зону Роша, где будет разорван на куски и образует более или менее мощное планетарное кольцо.

Будущее Юпитера и его спутников[править | править код]

Основная статья: Будущее Юпитера

Система Юпитера в настоящее время весьма динамична, но в будущем она испытает весьма существенное преображение. Юпитер, обладающий мощнейшей гравитацией, несколько увеличит свою массу за счёт аккреции космического вещества (газ, пыль, метеориты и др), а также будет сильно разогрет солнечным теплом. Вероятно Юпитер будет способен захватить значительное количество водорода и гелия сбрасываемых Солнцем на поздних стадиях своего развития, и его возросшая масса позволит достичь предела при котором он будет способен стать самостоятельной карликовой звездой. Спутник Юпитера Ио войдёт в предел Роша, и разорванный мощной гравитацией Юпитера превратиться в мощнейшие кольца, более мощные чем современные кольца Сатурна. Вероятно обломки Ио будут взаимодействовать с другими спутниками Юпитера, частично бомбардируя их поверхность или ставшие их спутниками.

Восход Юпитера над океаном Европы в будущем (фантазия художника)

Спутники Юпитера, прежде всего Европа, Ганимед и Каллисто, на определённой стадии расширения Солнца будут сильно прогреты. Прогрев их поверхности приведёт к значительному преображению их природно-климатических условий. Европа под действием солнечного тепла прогреется настолько, что будет представлять собой небесное тело с глобальным океаном на поверхности, и вероятно с атмосферой состоящей из углекислого газа, водяных паров и кислорода. Ганимед аналогично Европе будет покрыт крупным океаном с множеством островов. Дегазация Ганимеда позволит ему удерживать более или менее стабильную и плотную атмосферу. Каллисто также будет иметь на своей поверхности обширные водоёмы и атмосферу. В целом Европа, Ганимед и Каллисто некоторое время (несколько сот млн. лет) будут представлять из себя миры пригодные для поддержания жизни. На поздних стадиях расширения Солнца, эти спутники Юпитера подобно Земле станут непригодны для поддержания жизни, и иссушенные Солнцем будут представлять собой раскалённые пустыни.

Будущее Сатурна и его спутников[править | править код]

Основная статья: Будущее Сатурна

Будущий Титан (фантазия художника)

В будущем, процессы расширения Солнца затронут и Сатурн. Уменьшение гравитации Солнца и увеличение его светимости, вызовет общее потепление в системе Сатурна и изменение орбиты этой планеты. Радиус орбиты Сатурна увеличится. Эта крупная планета обладает достаточно большой силой гравитации, и в течение последующих миллиардов лет несколько увеличит свою массу за счёт аккреции на свою поверхность космической пыли, газов и всевозможных метеорных тел. Кольца Сатурна достаточно молодое образование, и как показывают расчёты учёных, гравитационное воздействие спутников Сатурна постепенно разрушит внешний край колец частично отбросив их материал на поверхность Сатурна. Помимо воздействия спутников на кольца оказывают сильное воздействие метеорные потоки и гравитация Сатурна. Предполагается, что приблизительно через 300—400 млн лет с настоящего времени все кольца на Сатурне будут размыты этими воздействиями, и планета будет лишена своей самой главной особенности и украшения, но в то же время есть веские данные о том, что существует механизм «самообновления» колец за счет постоянного притока вещества и дробления крупных фрагментов (ледяных глыб), и кольца Сатурна будут существовать по меньшей мере до стадии раздувания Солнца, т. е ещё минимум 4‒5 млрд лет. Возросший объём солнечного тепла не только значительно разогреет атмосферу Сатурна, но и на конечных стадиях расширения Солнца частично «сдует» из неё водород и гелий, обогащая её более тяжёлыми элементами и соединениями (вода, углекислый газ, углеводороды и др). Спутники Сатурна также будут существенно затронуты возросшей светимостью Солнца. Прежде всего интересна в этой связи судьба крупнейшего спутника Сатурна Титана. Это крупное небесное тело, обладающее мощной атмосферой и большими запасами водных льдов будет существенно разогрето. Усиливающаяся солнечная радиация за счёт фотохимического и теплового воздействия будет способствовать потерям водорода из атмосферы Титана, и обогащению её соединениями углерода — прежде всего угарным и углекислым газом. Накопление этих газов будет способствовать уже на ранних стадиях к возникновению парникового эффекта, и ускорить прогрев атмосферы Титана. Помимо этого, солнечное тепло позволит значительным запасам водного льда Титана перейти в жидкое состояние, и образовать обширный океан. Некоторое время Титан будет соответствовать необходимым критериям для поддержания на своей поверхности условий необходимых для существования или поддержания жизни. Вполне вероятно, что он может быть в этом отдалённом будущем использован для колонизации. Дальнейшие процессы расширения Солнца в конечном итоге приведут к настолько сильному разогреву Титана, что в фазе красного гиганта на Титане будет нестерпимо жарко, и возникшие условия для жизни будут невозможны. Период времени отпущенный для таких комфортных условий составит несколько сот миллионов лет.

Будущее Урана и его спутников[править | править код]

Основная статья: Будущее Урана

В общих чертах будущее системы Урана выглядит следующим образом: возрастание светимости Солнца прогреет спутники Урана и саму планету настолько, что на ледяных спутниках Урана возобновятся активные вулканические процессы, подобно тем процессам которые произойдут в других спутниковых системах планет-гигантов. Вероятно что на некоторых крупных спутниках образуются более или менее плотные атмосферы и жидкая вода. В атмосфере Урана вследствие более сильного прогрева усилится турбулентность и облик его атмосферы будет напоминать атмосферу современного нам Юпитера. В дальнейшем, при сильном расширении Солнца Уран потеряет значительную долю водорода и гелия из атмосферы, подобно тому как это произойдёт с Нептуном, и вследствие нагрева будет представлять собою планету покрытую глобальным водным океаном и облаками из водяного пара. Вероятно что некоторое время (сотни млн.лет) на поверхности Урана могут быть реализованы условия для поддержания жизни. На поздней стадии расширения Солнца Уран будет воспринимать такое количество энергии, что температуры в его атмосфере значительно превысят точку кипения воды, и подобно будущим Юпитеру и Сатурну, Уран станет настоящей «паровой баней».

Будущее Нептуна и его спутников[править | править код]

Основная статья: Будущее Нептуна

Восход Солнца над горизонтом Тритона (фантазия художника)

Расширение Солнца, и внутренние процессы системы Нептуна заметно преобразят Нептун и его спутники. Атмосфера Нептуна на поздних стадиях расширения Солнца будет значительно более турбулентна чем в нынешнее время, и будет напоминать атмосферу Юпитера. Орбита Нептуна в результате уменьшения гравитации Солнца будет увеличена, и некоторое время уровень солнечной энергии в окрестностях Нептуна будет близок к солнечной постоянной на Земле. Также вероятно, что существенно прогретый за счёт Солнца Нептун будет располагать на своей поверхности океаном достаточно тёплой воды, а атмосфера Нептуна на поздних стадиях расширения Солнца потеряет значительную часть водорода, в том числе в результате фотохимического распада углеводородов, аммиака и воды. Существует гипотеза, о том что приливное взаимодействие Нептуна и Тритона сильно разогревают Нептун, благодаря чему Нептун выделяет намного больше тепла, чем Уран, и в результате этого процесса Тритон имеющий ретроградную орбиту постепенно приближается к Нептуну. По приблизительным расчётам Тритон войдёт в предел Роша Нептуна через 1,4‒3,5 млрд лет, и его разорвёт на части — в результате образовавшееся из обломков Тритона кольцо вокруг Нептуна будет намного более мощным, чем кольца Сатурна. В тоже время существуют и противоположные гипотезы о судьбе Тритона в отдалённом будущем. Так например, точно известно, что с расширением Солнца, и вхождением его в фазу красного гиганта, уровень солнечной радиации в пределах орбиты Тритона возрастёт через 3 млрд лет до такой степени, что на Тритоне установятся на несколько сотен миллионов лет температуры как на Земле в нынешнее время. В настоящее время Тритон получает от Солнца 1,47 Вт/м2 (в 900 раз меньше, чем Земля). Так как Тритон обладает значительными запасами азота, воды и углеводородов, то на его поверхности могут образоваться глубокие океаны, азотная атмосфера (более мощная чем на Земле), и условия для начала предбиологического синтеза.

Будущее Плутона и Пояса Койпера[править | править код]

Основная статья: Будущее Плутона

Плутон в будущем (компьютерное моделирование)

В будущем, при расширении Солнца, и вхождении Солнца в фазу красного гиганта, в областях орбиты и Плутона и в Поясе Койпера будет достаточно солнечной энергии для существования больших количеств жидкой воды на поверхности дальних планет, и наличия плотных атмосфер. Потеря Солнцем своей массы в этот период времени, создаст условия для плавного увеличения радиусов орбит транснептуновых объектов, и в то же время яркость Солнца будет нарастать. Эти два эффекта какое то время будут обеспечивать достаточно стабильные условия освещённости на поверхности внешних планет и температуру. В некотором смысле транснептуновые объекты окажутся как бы «на гребне волны» расширяющейся поздней «обитаемой зоны» Солнечной системы. Период такой своеобразной «оттепели» продлится около 100 млн лет, и несмотря на то что радиусы орбит объектов Пояса Койпера будут большими чем в нынешнее время, тем не менее всё возрастающая яркость Солнца обеспечит довольно равномерный нагрев этих областей Солнечной системы. В дальнейшем, темпы возрастания яркости Солнца обгонят темпы увеличения радиусов орбит, и условия на поверхности Плутона и целого ряда объектов Пояса Койпера станут невыносимыми для комфортного проживания, так как температуры возрастут значительно выше точки кипения воды. Кроме того поздние стадии фазы красного гиганта будут сопровождаться сильными вспышками, и яркость Солнца временами будет больше чем в 5000 раз от нынешнего уровня. Все эти условия поздней стадии расширения Солнца сделают невозможным существование жизни в пределах Солнечной системы.

См. также[править | править код]

Ссылки[править | править код]

Литература[править | править код]

В. Г. Демин, Судьба Солнечной системы, «Наука», М., 1975.