Смерть с небес

Но в определенный момент температура сжимающегося ядра вырастает настолько, что начнется слияние ядер водорода в окружающей ядро оболочке. Этот процесс внесет свой вклад в генерируемое внутри Солнца тепло, поэтому внешние слои в ответ начнут расширяться. Когда такое случится, через 6,3 млрд лет от сегодняшнего дня, диаметр Солнца увеличится примерно на 50 %, а его яркость — более чем в два раза. Астрономы называют такие звезды субгигантами. Они больше и светят ярче, чем прежде, но процесс еще не завершен.

Солнце останется субгигантом в течение приблизительно 700 млн лет. За этот период его яркость останется примерно постоянной, но размер увеличится с 1,5 от сегодняшнего размера до диаметра ориентировочно в 2,3 раза больше, чем сейчас.

Цвет Солнца также изменится. Как говорилось в главе 3, излучаемая энергия увеличилась, но площадь, с которой она излучается, стала гораздо больше. Каждый квадратный сантиметр Солнца теперь излучает меньше энергии, чем раньше, просто квадратных сантиметров стало больше. Поверхность Солнца немного остывает, на несколько сотен градусов, и цвет становится более оранжевым, чем сегодня.

В это время суммарное воздействие на Землю незначительное. Небольшое снижение температуры Солнца вряд ли как-то сказывается на Земле, уже зажаренной за миллиарды лет увеличившейся излучаемой энергией. Жизни (за исключением, может быть, тех подземных микроорганизмов) уже давно нет.

Тем не менее время продолжает идти.

Солнце — красный гигант

Возраст Солнца: 11,6–12,233 млрд лет (сегодня + 7,0–7,633 млрд лет)

Пока Солнце находится в стадии субгиганта, его ядро продолжает сжиматься и нагреваться. Тем временем новый гелий, образующийся при слиянии ядер водорода в тонкой оболочке, окружающей ядро, добавляется к тому, что уже имеется в ядре. Спустя примерно 700 млн лет существования в виде субгиганта, когда Солнцу будет около 11,6 млрд лет, масса гелия в ядре достигнет критической: начинается процесс вырождения. Это экзотическое состояние подчиняется законам квантовой механики и наблюдается, когда материя сжата до невероятно плотного состояния. Вырожденная масса уже ведет себя не как обычный газ. Прежде всего, если к ней что-то добавить, в ответ она сжимается — противоположное тому, что вы бы ожидали[84]. Кроме того, добавленная масса не увеличивает давление внутри вырожденного газа (этот момент будет очень важен позднее), как можно было бы предположить. Вместо этого просто увеличивается температура.

Ядро продолжит сжиматься по мере того, как в него сваливается все больше вещества, образующегося при слиянии ядер водорода. Температура продолжает расти, но не давление. Как и прежде, это дополнительное тепло сбрасывается во внешние слои, но теперь разница заключается в том, что ядро вырожденное и нагревается очень сильно и относительно быстро.

Когда ядро становится вырожденным, Солнце будет примерно в 2,3 раза шире, чем сейчас. Но по мере нагрева вырожденного ядра внешние слои снова отреагируют на это добавленное тепло расширением. Когда это произойдет, Солнце раздуется до невероятных размеров, в 100–150 раз больше, чем сейчас — до 160 млн км в диаметре. Температура упадет в два раза, а его светимость — энергия, которую оно излучает в секунду, — жутко увеличится, в 2400 раз по сравнению с нынешней. В течение следующих 600 млн лет Солнце будет пылать как ярко-красный, огненный маяк. Это — красный гигант.

Вид с Земли будет шикарный. Прямо сейчас вы можете легко заслонить Солнце большим пальцем вытянутой руки. Когда Солнце дойдет в своей эволюции до стадии красного гиганта, оно будет занимать третью часть неба. Сложно представить, какие это размеры. Так что берите большую линейку. Возьмите один конец в левую руку, а правую поместите на отметку 60 см. Теперь вытяните руки вперед. Когда Солнце будет максимальных размеров в стадии красного гиганта, оно как раз поместится между вашими руками. От года к году его рост будет не сильно заметен, но со временем оно увеличится до таких колоссальных размеров, что будет казаться, что оно нависает над вами в небе.

Разумеется, к тому моменту вы уже давно будете зажарены.

По мере того как Солнце раздувается, превращаясь в красный гигант, происходит несколько интересных вещей. Прежде всего его вращение замедлится практически до полной остановки. Когда оно расширяется, скорость вращения замедляется, точно так же, как фигуристка может замедлить вращение, разведя руки в стороны. Скорость вращения уменьшается более или менее пропорционально увеличению размера, поэтому, если Солнце расширилось в 100 раз, его вращение замедлится в 100 раз. Сейчас оно совершает один оборот примерно за месяц, а когда станет красным гигантом, то на один оборот будет уходить 3000 дней: больше восьми лет.