We zijn volledig afhankelijk van onze ster - de zon. Als er geen zon was, zou er geen leven zijn.
Wat kwam er voor de zon? Hoe is het ontstaan?
Vijf miljard jaar geleden was er noch de zon, noch de negen planeten eromheen.
De atomen waaruit ons lichaam bestaat, vlogen in de interstellaire ruimte in wolken van gas en stof. Wetenschappers denken dat deze gaswolk, die voornamelijk uit waterstof bestaat, om zijn as draaide. Hoe meer de wolk stof en gas verzamelde, hoe meer hij samentrok, dat wil zeggen, afnam.
De kracht die de wolk deed krimpen is de zwaartekracht. In de wolk worden deeltjes aangetrokken door de deeltjes en verbinden ze zich met elkaar. Geleidelijk aan begon de wolk synchroon met al zijn delen tegelijk te draaien.
Interessant feit: het door de zon uitgezonden licht is even krachtig als het licht van 4 biljoen gloeilampen.
Voorbeeld van zonnevorming
Om te illustreren hoe dit gebeurde, stelde de astronoom William Hartmann een eenvoudig experiment voor. Schud een kopje koffie. De vloeistof in de beker beweegt willekeurig. Als je wat melk in het kopje laat vallen, beginnen de koffiedeeltjes in één richting te draaien. Zoiets. Er was ook een wolk waarin beetje bij beetje de willekeurige beweging van deeltjes werd vervangen door hun geordende synchrone rotatie, dat wil zeggen dat de wolk volledig in één richting begon te draaien.
Wetenschappers hebben dit verhaal een dramatische wending gegeven. Ze geloven dat er een ster explodeerde toen er een wolk dichtbij kwam. Tegelijkertijd verspreidden zich krachtige materiestromen in verschillende richtingen. Een deel van deze stof wordt vermengd met de stof van de gasstofwolk van ons zonnestelsel. Dit leidde tot een nog snellere compressie van de cloud.
Hoe meer de wolk samentrok, hoe sneller hij draaide, zoals een schaatser, die tijdens het draaien haar handen tegen het lichaam drukt (en ook sneller begint te draaien). Hoe sneller de wolk roteerde, hoe meer de vorm veranderde. In het midden werd de wolk convexer naarmate meer materie zich daar ophoopte. Het perifere deel van de wolk bleef vlak. Al snel leek de vorm van de wolk op de vorm van een pizza met een bal in het midden. Deze bal, ja, je raadt het goed, daar was ons kind - de zon. De ophoping van gas in het midden van de "pizza" overtrof de moderne omvang van het hele zonnestelsel. Wetenschappers noemen de pasgeboren zon een protoster.
Hoe veranderde de zon van een gasbal in een ster?
Dit gebeurde heel, heel langzaam, duizenden en duizenden jaren, terwijl de protoster en de wolk eromheen verder krimpen onder invloed van zwaartekrachten. De atomen waaruit de wolk bestaat, botsen en genereren warmte. De temperatuur van de wolk groeide, vooral in een dichter centrum, waar de frequentie van atoombotsingen hoger was. Het gas in de protostar begon te gloeien. In de ingewanden van de opkomende zon steeg de temperatuur geleidelijk tot miljoenen graden.
Bij zulke onvoorstelbaar hoge temperaturen en even hoge druk begon er iets nieuws te gebeuren met de atomen geperst en tegen elkaar gedrukt. Waterstofatomen begonnen met elkaar te combineren en vormden heliumatomen. Elke keer dat waterstof werd omgezet in helium, kwam er een kleine hoeveelheid energie vrij - warmte en licht. Omdat dit proces overal in de kern van de zon plaatsvond, overspoelde deze energie het hele zonnestelsel met licht. De zon ging aan als een gigantische elektrische lamp. Vanaf dat moment werd de zon een levende ster, net zoals we aan de nachtelijke hemel zien.
Kernfusie van de zon
De zon produceert energie tijdens een proces dat kernfusie wordt genoemd. Kernfusie is een geleide explosie in het midden van de zon, waar de temperatuur varieert van 15 miljoen tot 22 miljoen graden Celsius. Elke seconde wordt in de ingewanden van de zon 4 miljoen ton waterstof omgezet in helium.Het vermogen van de uitgestraalde lichtstroom is gelijk aan het vermogen van 4 biljoen lampen.
Interessant feit: toen de zon jong was, was hij 20 keer groter en 100 keer helderder dan nu.
Wat gebeurt er daarna met de zon?
Er zij aan herinnerd dat de waterstofreserves in de zon beperkt zijn. In de loop van de tijd verandert de samenstelling van onze lamp. Als de zon aan het begin van zijn geschiedenis voor 75 procent uit waterstof en voor 25 procent uit helium bestond, is het waterstofgehalte nu gedaald tot 35 procent. Zoals je al vermoedde, komt er een moment dat waterstof verdwijnt in de ingewanden van de ster. Zoals elke brandstof is waterstof uiteindelijk uitgeput. Er is geen plek om nieuwe waterstof naar de zon te brengen. De kern van de ster bestaat nu uit helium. De kern is omgeven door een dunne waterstofschaal. De waterstof van de schaal verandert nog steeds in helium, maar de ster is al in de afnemende volgorde.
Wanneer stopt de zon met schijnen?
Net als mensen worden sterren geboren, verouderen en sterven ze. Op zijn 4,6 miljard jaar oud is de zon een ster van middelbare leeftijd. Wetenschappers geloven dat de zon nog ongeveer 5-6 miljard jaar blijft leven. Naarmate je ouder wordt, verdwijnt waterstof geleidelijk uit de zonnekern. Het kernfusieproces zal dichter bij de oppervlaktelagen komen. Maar vroeg of laat stopt het proces van synthese van heliumkernen uit de kernen van waterstofatomen. De heliumkern zal lichtjes kleiner worden en er zal een nieuw proces beginnen - helium kernfusie.
Helium, dat miljarden jaren geleden is gesynthetiseerd, zal beginnen te krimpen en heliumatomen zullen samenkomen totdat er uiteindelijk koolstofatomen uit worden gesynthetiseerd. De zon blijft schijnen. Maar het wordt kouder en groter. De oppervlaktetemperatuur van de zon van 5.500 graden Celsius, zoals het nu is, zal dalen tot 3.200 graden Celsius. Een grotere en koudere zon straalt rood licht uit. Dergelijke ouder wordende sterren noemen we rode reuzen.
Interessant: in de toekomst zal de zon in volume toenemen en Mercurius en Venus absorberen.
De zon begint te zwellen totdat ze Mercurius en Venus absorbeert. Wanneer het oppervlak van de zon de aarde nadert, zal de temperatuur erop aanzienlijk stijgen. De oceanen koken weg. En de aarde zal een rotsachtige, droge, levenloze planeet worden, zoals de huidige Mercurius. Dan zullen mensen blijkbaar op zoek moeten gaan naar een geschiktere leefomgeving.
Wanneer al het helium is uitgeput, begint kernfusie met koolstofatomen. Maar kernfusie kan niet eeuwig duren. De zon zal geleidelijk de restanten van zijn gasomhulsel verliezen door verstrooiing in de ruimte en alleen de hete zonnekern blijft over. Van de rode reus zal de zon veranderen in een witte dwerg, rimpels, mogelijk zo groot als de aarde. Een witte dwerg is een heel dicht kosmisch lichaam, een theelepel witte dwergstof weegt ongeveer een ton. Miljoenen jaren later zal de witte dwerg, de voormalige zon, afkoelen en veranderen in een bos donkere koude as. De zon wordt een zwarte dwerg.
Sterren die groter zijn dan de zon beëindigen hun levensreizen op een meer bizarre manier. Nadat de reserves van waterstof en helium zijn uitgeput, beginnen de syntheseprocessen van zuurstof uit de kernen van koolstofatomen. Wanneer de kern van de ster puur zuurstof wordt, begint de synthese van neon uit de zuurstofkernen. Andere elementen zijn gemaakt van neon. Tenslotte worden kernen van ijzeratomen gesynthetiseerd uit elementen zoals silicium. Na verloop van tijd krimpt de ijzeren kern van de ster en hier kan een enorme explosie plaatsvinden. Een ontplofte ster, een supernova genaamd, morst al zijn inhoud in de ruimte.
Zwart gat en sterren
Zelfs zwaardere sterren kunnen in een zwart gat krimpen. In een zwart gat is de zwaartekracht zo groot dat zelfs een lichtstraal niet van zijn oppervlak kan komen. Een zwart gat is als een draaikolk die elke stof die op zijn pad komt opzuigt. In dit geval groeit het zwarte gat.Sommige wetenschappers beschouwen zwarte gaten als poorten naar andere universa, of zwarte gaten kunnen als het ware door ons universum reizen als korte streepjes. Dus hoewel de sterren doodgaan, worden sommigen van hen herboren als nieuwe, vreemde en prachtige ruimtevoorwerpen.
