Как быстро Солнце станет красным гигантом?

Я читал много рассказов о далекой судьбе нашего солнца, но никогда не слышал, в каком масштабе времени происходят эти события.

Например, когда на Солнце заканчивается водород, я полагаю, это не просто БАХ! внезапно стать красным гигантом, поглотившим внутренние планеты за считанные секунды. Но сколько времени потребуется солнцу, чтобы расшириться? Есть ли у кого-то из оставшихся на Земле дни, недели, месяцы, годы, чтобы сбежать? Столетия? О каких масштабах времени здесь идет речь?

Ответы (3)

Есть хорошая статья Drs. Клаус-Питер Шредер и Роберт Смит о далеком будущем Солнца и Земли; он доступен на arXiv:

Таблица 1 в этом препринте суммирует ряд параметров, но в упрощенном виде радиусы (в пересчете на текущее значение) в разное время (данные в миллиардах лет):

            Age   Radius
ZAMS       0.00   0.89
present    4.58   1.00
MS:final   10.00   1.37 
RGB:tip   12.17   256.
ZA-He     12.17   11.2
AGB:tip   12.30   149.

(надеюсь, это будет отображаться правильно.) Для сравнения, текущая орбита Земли в 215 раз больше текущего солнечного радиуса. ZAMSэто Главная последовательность нулевого возраста, существующая сегодня, MS:finalэто конец Главной последовательности, RGB:tipэто максимальный размер во время ветви красных гигантов, ZA-Heэто начало горения ядра гелия и AGB:tipмаксимальный размер во время асимптотической фазы ветви гигантов. После этого Солнце исчезнет как белый карлик.

В то время как между концом Главной последовательности и началом горения гелия в ядре (что также знаменует собой конец фазы Красного гиганта) проходит 2,17 миллиарда лет, в течение более чем двух миллиардов лет Солнце меньше, чем в десять раз превышает свой нынешний радиус - только в течение последних 200 миллионов лет происходит расширение к текущей орбите Земли. Это показано на Рисунке 1 препринта , где показан радиус Солнца за последние триста миллионов лет.

Таким образом, в контексте общего времени жизни Солнца расширение в гигантской фазе происходит чрезвычайно быстро. Конечно, по нашим меркам это очень долго...!

Какая увлекательная бумага. Что привлекло мое внимание, так это упоминание о том, что энергетические потребности, необходимые для удержания Земли на обитаемой орбите во время эволюции Солнца, вызывая близкие столкновения с крупным астероидом каждые ~6000 лет или около того, меньше, чем энергетические потребности для межзвездного путешествия.
Согласно недавней статье «Триггеры сверхновых темной материи» , судьба Солнца еще не определена.

Нет, на самом деле это не происходит «всё сразу». По мере того, как Солнце эволюционирует с главной последовательности и становится красным гигантом, оно проходит фазу «субгиганта», когда его светимость (на диаграмме HZ) находится между звездами главной последовательности и красными гигантами (такие звезды, как Процион, уже находятся в этой фазе). ). Любопытно то, что субгигантов так мало — почему мы наблюдаем их так мало на HR-диаграмме?

Ну, это потому, что (а) у субгигантов короткая продолжительность жизни по сравнению со звездами ГП, и (б) субгиганты все еще значительно тусклее красных гигантов. Так что вполне возможно, что у нас больше субгигантов, чем красных гигантов — просто мы просто не видим большинство субгигантов.

Я не могу дать точный ответ, но временные шкалы намного длиннее, чем человеческие временные рамки или даже типичная продолжительность жизни видов. Фаза красного гиганта Солнца не наступит в течение более пяти миллиардов лет, что дольше, чем существует наша планета. Обнажив героическую технологию перемещения планет, наша планета будет медленно поджариваться задолго до этого. Солнце в настоящее время становится ярче примерно на один процент за сто миллионов лет, и эта скорость постепенно увеличивается. В какой-то момент примерно через миллиард лет планета преодолеет порог безудержного глобального потепления, вызванного паром, т. е. пар является парниковым газом, нагревает планету, испаряет больше океанов и т. д. Это фактически положит конец жизни на планете. Даже фаза красного гиганта длится многие миллионы лет.

Согласно Википедии, фаза красного гиганта начинается, когда водород в центре звезды полностью превращается в гелий. Затем водород сплавляется с гелием в оболочке, окружающей инертное гелиевое ядро. Это происходит в несколько тысяч раз быстрее, чем более ранняя фаза, поэтому ее время жизни в несколько тысяч раз меньше, чем у фазы главной последовательности, завершившейся непосредственно перед фазой красного гиганта. Они дают время жизни в несколько миллионов лет, что согласуется с высокой светимостью. Поэтому я думаю, что ваш ответ таков: он достаточно стабилен для временных масштабов в несколько миллионов лет.

Хорошо, но мой вопрос на самом деле не о жизни на Земле. Я просто использовал это в качестве примера, чтобы получить некоторое представление о том, какими будут временные рамки. Если бы кто-то чудесным образом остался на Земле, был бы переход к красному гиганту быстрым (например, им пришлось бы уйти через несколько дней или часов) или медленным (например, они могли бы занять месяцы или годы)? Мое основное предположение состоит в том, что что-то заметное происходит как бы сразу, а не постепенно в течение миллионов лет. Возможно, это неверное предположение о том, как Солнце станет красным гигантом.
Как быстро Солнце станет красным гигантом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v