СОЛНЦЕ-ОБЖОРА
Дэвид Эппел

 

Солнце когда-нибудь проглотит Землю. А может быть – нет
Наше будущее выглядит ярким, возможно — даже слишком. Солнце постепенно расширяется, его свет усиливается, и спустя миллиарды лет оно так разогреет Землю, что превратит ее в раскаленное необитаемое тело. Примерно через 7,6 млрд лет размер Солнца достигнет максимального значения, и оно станет красным гигантом. Его поверхность выйдет за пределы земной орбиты на 20%, а яркость превысит нынешнюю в 3 тыс. раз. Ну а в конце своей жизни Солнце сожмется в белый карлик.

Перегрев: ученые спорят о том, будет ли Земля проглочена Солнцем, когда через миллиарды лет оно раздуется и станет красным гигантом
Хотя ученые хорошо представляют себе, что же ждет наше светило в будущем, вопрос о будущем Земли остается открытым. Начиная с 1924 г., когда английский физик Джеймс Джинс (James Jeans) впервые предсказал ее судьбу в тот период, когда Солнце войдет в стадию красного гиганта, ученые приходили к различным выводам. В некоторых сценариях нашей планете удавалось избежать испарения, но модели последнего времени этого не подтверждают.
Проблема не так проста: несмотря на то что Солнце раздуется до размера орбиты Земли, т.е. достигнет радиуса в одну астрономическую единицу (а.е.), оно при этом будет постоянно терять массу. В результате из-за уменьшения гравитационного притяжения Земля будет удаляться от Солнца. При максимальном радиусе в 1,2 а.е. светило потеряет примерно треть своей нынешней массы. В этом случае «голубая планета» сможет избежать участи быть проглоченной Солнцем.
Но некоторые факторы усложняют анализ. Торможение Земли во внешних разреженных слоях Солнца заставит ее приближаться к светилу. А слабое гравитационное влияние внешних планет, которые в свою очередь откликаются на расширение Солнца, еще сильнее усложняет расчеты.
В 2008 г. независимые вычисления двух научных коллективов показали, что Солнце все-таки проглотит Землю. Лоренцо Иорио (Lorenzo Iorio) из Национального института ядерной физики (Италия) использовал теорию возмущений и провел вычисления, от которых пришел бы в замешательство любой студент, изучающий классическую механику. Он упростил анализ, отбросив относительно слабо действующие факторы, и добился этим того, что сложные уравнения движения, описывающие взаимодействие между Солнцем и Землей, стали математически решаемы. Предположив, что ежегодная потеря массы Солнцем (примерно одна стотриллионная часть) остается малой на протяжении всей его эволюции к фазе красного гиганта, Иорио вычислил, что Земля будет удаляться примерно на три миллиметра в год и к началу фазы красного гиганта удалится всего на 0,0002 а.е. Но вслед за этим Солнце всего лишь за миллион лет раздуется до размера 1,2 а.е. и проглотит Землю.
Статья Иорио, направленная в журнал Astrophysics and Space Science, пока еще не прошла рецензирование. Некоторые ученые сомневаются, остаются ли величины, которые Иорио считает малыми, таковыми на протяжении всей эволюции Солнца.
Даже если методика Иорио неверна, его результат может оказаться верным. Авторы анализа, представленного в майском номере Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества), — Клаус-Петер Шредер (Klaus-Peter Schrоder) из Университета Гуанахуато в Мехико и Роберт Смит (Robert Smith) из Суссексского университета в Англии, — используя более точную модель Солнца и учтя приливное взаимодействие, также пришли к выводу, что Земля обречена. Теряя массу и расширяясь, Солнце должно снижать скорость своего вращения. Студенты-физики знают, что это следует из закона сохранения момента импульса. На поверхности расширившегося Солнца образуется заметная приливная выпуклость в сторону Земли. А замедление вращения светила приведет к тому, что гравитационное влияние этой выпуклости станет тормозить Землю. Расчеты показывают, что любая планета, радиус орбиты которой сейчас меньше, чем 1,15 а.е., в конце концов погибнет.
Сможет ли Земля выжить, если ее немного переместить? Дон Корикански (Don Korycansky) с коллегами из Калифорнийского университета в Санта-Круз предложили подталкивать нашу планету с помощью большого астероида, организовав его периодические пролеты вблизи Земли. Чтобы увести ее на безопасное расстояние, например на орбиту Марса, понадобится миллиард лет. При этом мы можем потерять нашу Луну, а любая ошибка может привести к гибели. Все это свидетельствует о том, что для решения вопроса необходимы дальнейшие исследования.