Хроника угасания
Первые предвестники
Представьте утро, которого не должно было быть. Небо наливается багровым светом - не нежным розовым заревом рассвета, а зловещим, кровавым сиянием. Солнце уже не золотое светило, дарующее жизнь. Оно превратилось в исполинского красного монстра, заполнившего полнеба.
Всё началось незаметно. Ещё несколько миллионов лет назад Солнце стало чуть ярче, чуть горячее. Лето на Земле длилось всё дольше, зимы становились мягче. Океаны медленно испарялись, оставляя после себя растрескавшиеся пустыни. Но это были лишь детские игрушки по сравнению с тем, что ждало планету дальше.
Ядро звезды, миллиарды лет спокойно сжигавшее водород, начало задыхаться. Запасы топлива истощались. Гравитация, сдерживаемая термоядерным пламенем, рванулась вперёд, сжимая сердце Солнца. Температура в центре взлетела до сотен миллионов градусов.
И тогда произошло немыслимое. В оболочке вокруг сжатого ядра вспыхнул новый огонь - синтез водорода возобновился, но уже не в центре, а по периферии. Энергия, вырвавшаяся наружу, была столь чудовищна, что внешние слои Солнца начали раздуваться, как мыльный пузырь под напором ветра.
За какие‑то сотни тысяч лет звезда преобразилась: её диаметр увеличился в 200 раз; поверхность остыла до 3 000 ∘C (по меркам Солнца это считалось «остыла»); светимость возросла в тысячи раз, залив систему мертвенным красным светом.
Гибель внутренних планет
Первый удар пришёлся на внутренние планеты. Меркурий исчез в огненной пасти звезды без следа. Венера, некогда окутанная облаками, превратилась в раскалённый шар, лишённый атмосферы. А затем пришёл черёд Земли.
Небо стало алым, как кровь. Солнце, некогда казавшееся маленьким диском, теперь занимало четверть небосвода. Его багровые лучи прожигали атмосферу, испаряя океаны за считанные десятилетия. Горы трескались от невыносимого жара, песок плавился, превращаясь в стекло. Последние живые существа прятались в глубоких пещерах, но и там становилось всё жарче. Воздух раскалялся, превращаясь в смертельный пар.
Когда край Солнца достиг орбиты Земли, планета начала падать в его недра. Атмосфера сгорела первой, обнажив безжизненную поверхность. Кора расплавилась, превратившись в океан магмы. Солнце продолжало расти. Его диаметр превысил 150 миллионов километров - оно заняло почти всё пространство внутренней Солнечной системы. Но это было не триумфальное расширение, а предсмертная судорога.
Последние реакции
В недрах звезды шли последние реакции: гелий превращался в углерод; углерод - в кислород. Но энергия угасала, и гравитация брала верх. Внешние слои Солнца начали медленно отрываться. Они уплывали в космос, образуя гигантские газовые шлейфы, подсвеченные остаточным теплом ядра.
Через 100 миллионов лет Солнце сбросило свои внешние оболочки. Это было не взрывное извержение, а величественный, медленный танец смерти: газовые слои, насыщенные углеродом, кислородом и азотом, расширялись со скоростью несколько десятков километров в секунду; ультрафиолетовое излучение обнажившегося ядра ионизировало газ, заставляя его светиться всеми цветами радуги.
В космосе расцвёл космический цветок - планетарная туманность диаметром в несколько световых лет. Её цвета менялись: бирюзовые - от ионизированного кислорода; красные - от азота и водорода; золотистые - от углерода. Туманность жила своей жизнью: её волны пульсировали, завихрялись, образовывали причудливые узоры, словно картина, написанная самой Вселенной.
Белый карлик: молчаливый страж
В центре туманности осталось ядро Солнца - белый карлик. Это было не то яркое светило, что дарило жизнь Земле. Теперь это был: плотный шар диаметром с Землю, но массой в 0,6 солнечной; температура поверхности - более 100 000 ∘C, но светимость в тысячи раз слабее прежнего Солнца; гравитация - настолько сильная, что чайная ложка его вещества весила бы тысячи тонн. Белый карлик медленно остывал. Он превратится в чёрного карлика - холодный, тёмный остаток звезды, которая когда‑то согревала целые миры.
Где‑то в глубинах туманности, среди разноцветных газовых облаков, ещё блуждали остатки планетных систем - обломки скал, пылевые вихри, атомы, когда‑то бывшие частью живых существ. Но не осталось никого, кто мог бы увидеть это великолепие. Человечество давно ушло - кто‑то нашёл новый дом среди звёзд, кто‑то исчез в пучине времени.
Остались лишь: туманность - как памятник ушедшей эпохе; белый карлик - молчаливый страж прошлого; бесконечный космос - свидетель того, что даже звёзды не вечны. И где‑то вдали, в других галактиках, рождались новые звёзды. Их свет обещал: жизнь найдёт путь. Даже если для этого придётся ждать миллиарды лет.
Как Солнце станет красным гигантом
В настоящее время Солнце находится на стадии «звезды главной последовательности» - оно генерирует энергию за счёт термоядерного синтеза водорода в гелий в своём ядре. Этот процесс создаёт внешнее давление, которое уравновешивает внутреннюю силу гравитации, стремящуюся сжать звезду.
Но запасы водорода в ядре постепенно истощаются. Когда они практически иссякнут (через 5 млрд лет), равновесие нарушится: ядро начнёт сжиматься под действием гравитации; температура и плотность в центре звезды резко возрастут; Синтез водорода не прекратится полностью - он переместится в оболочку вокруг ядра. Сжимающееся ядро разогревается ещё сильнее. Это запускает синтез в водородной оболочке вокруг него. Энергия от этих реакций заставляет внешние слои Солнца колоссально расширяться.
Характеристики Солнца на стадии красного гиганта: диаметр увеличится в 100–250 раз по сравнению с нынешним размером; температура поверхности снизится до 2 200–3 200 ∘C (сейчас около 5 500 ∘C); из‑за пониженной температуры звезда станет казаться красной (хотя на самом деле будет оранжевой); светимость возрастёт в тысячи раз. В сжатом и разогретом до сотен миллионов градусов ядре начнётся новый этап термоядерных реакций - превращение гелия в углерод (так называемый тройной альфа‑процесс).
На стадии красного гиганта Солнце будет периодически: вспыхивать, выбрасывая внешние слои в космос; сжиматься под действием гравитации. Расширение внешних слоёв вызвано дисбалансом сил: гравитация сжимает ядро, повышая его температуру; термоядерные реакции в оболочке генерируют огромное количество энергии, которая «раздавливает» внешние слои наружу; давление излучения от синтеза в оболочке становится настолько мощным, что преодолевает гравитационное притяжение.
В результате Солнце превратится в раздутую, относительно холодную, но чрезвычайно яркую звезду - красного гиганта. После фазы красного гиганта (которая продлится около 1 млрд лет) Солнце сбросит внешние слои, образовав планетарную туманность - светящееся облако газа и пыли. Оставит после себя горячее, плотное ядро - белый карлик размером с Землю, который будет медленно остывать. Таким образом, превращение Солнца в красного гиганта - это естественный этап его эволюции, обусловленный исчерпанием водорода в ядре и последующей перестройкой термоядерных процессов.
Судьба дальних планет
Когда наше светило превратится в исполинского красного гиганта, внутренняя часть Солнечной системы погибнет. Но что ждёт миры, спрятавшиеся за орбитой Марса? Их судьба окажется не менее драматичной - хотя и совсем иной.
Марс
Марс, ныне холодная пустыня с замёрзшими полярными шапками, на короткое время почувствует тепло разбухшего Солнца. Температура на поверхности вырастет - возможно, лёд начнёт таять. В атмосфере могут появиться водяные пары. На несколько миллионов лет Красная планета станет чуть менее враждебной.
Но это лишь иллюзия возрождения. По мере расширения Солнца Марс окажется слишком близко к раскалённому светилу: вода испарится безвозвратно; атмосфера будет разорвана мощным звёздным ветром; в финале Марс превратится в выжженный камень - ещё один мёртвый мир у края огненной бури.
Газовые гиганты
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун переживут эпоху красного гиганта, но не без потерь.
Юпитер: его верхние слои атмосферы начнут испаряться под напором излучения; магнитное поле ослабеет, лишив спутники защиты; Европа и Ганимед, возможно, потеряют свои подледные океаны - вода улетучится в космос.
Сатурн: знаменитые кольца испарятся первыми - лёд и пыль превратятся в пар. Титан, обладатель плотной атмосферы, может сохранить её частично, но станет невыносимо жарким. Энцелад, источник ледяных гейзеров, лишится своего подземного океана.
Уран и Нептун: эти далёкие ледяные гиганты пострадают меньше. Их атмосферы станут активнее, возможны бури невиданной силы. Спутники, покрытые льдом, начнут медленно таять.
Ледяные миры
Самое неожиданное произойдёт на окраинах системы. Плутон, объекты пояса Койпера и спутники дальних планет вдруг окажутся в «зоне комфорта».
Плутон: азотные и метановые льды начнут испаряться, создавая временную атмосферу. На поверхности могут появиться жидкие озёра из углеводородов. Температура поднимется до уровня, сравнимого с земными полярными регионами.
Тритон (спутник Нептуна): ледяная кора начнёт таять, обнажая подповерхностные океаны. Возможны выбросы гейзеров, но уже не из льда, а из горячей воды.
Объекты пояса Койпера
Эти карликовые планеты, скованные вечным холодом, внезапно «оживут»: их поверхности покроются озёрами из жидкого азота и метана; возможно, на несколько миллионов лет они станут самыми «тёплыми» местами в системе.
Эпоха белого карлика: последний акт
Когда Солнце сбросит внешние слои и превратится в белого карлика, последствия для дальних миров будут необратимы: Газовые гиганты останутся, но их атмосферы будут истончены. Ультрафиолетовое излучение белого карлика продолжит разрушать газовые оболочки, хотя и с меньшей интенсивностью. Ледяные спутники вновь замёрзнут - но уже без океанов под поверхностью. Вода, испарившаяся в эпоху красного гиганта, безвозвратно улетучится в космос. Плутон и объекты пояса Койпера вернутся в ледяное небытие - теперь уже навсегда. Их кратковременное «пробуждение» окажется лишь мимолётным эпизодом в вечной истории холода.
Для внешних миров эпоха красного гиганта станет коротким окном возможностей. На несколько сотен миллионов лет: далёкие ледяные тела получат шанс на временные атмосферы; спутники газовых гигантов испытают мимолётное таяние; даже мёртвые камни вроде