Vývoj Slunce v minulosti a budoucnosti

Podobné dokumenty
Jak se vyvíjejí hvězdy?

O původu prvků ve vesmíru

B. Hvězdy s větší hmotností spalují termojaderné palivo pomaleji,

Proč studovat hvězdy? 9. 1 Úvod Energetické úvahy Zjednodušení použitá při konstrukci sférických modelů Model našeho Slunce 15

Hvězdy se rodí z mezihvězdné látky gravitačním smrštěním. Vlastní gravitací je mezihvězdný oblak stažen do poměrně malého a hustého objektu


Mgr. Jan Ptáčník. Astronomie. Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka

9. Astrofyzika. 9.4 Pod jakým úhlem vidí průměr Země pozorovatel na Měsíci? Vzdálenost Měsíce od Země je km.

Vývoj hvězd na hlavní posloupnosti

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.34 EU OP VK

VY_32_INOVACE_06_III./19._HVĚZDY

Astronomie Sluneční soustavy I. PřF UP, Olomouc,

OBSAH ÚVOD. 6. přílohy. 1. obsah. 2. úvod. 3. hlavní část. 4. závěr. 5. seznam literatury. 1. Cíl projektu. 2. Pomůcky

VESMÍR. za počátek vesmíru považujeme velký třesk před 13,7 miliardami let. dochází k obrovskému uvolnění energie, která se rozpíná

=======================================================================

VESMÍR. Mléční dráha. Sluneční soustava a její objekty. Planeta Země jedinečnost života. Životní prostředí na Zemi

NAŠE ZEMĚ VE VESMÍRU Zamysli se nad těmito otázkami

Temná nebo světlá budoucnost Slunce? Zdeněk Mikulášek

Nitro a vývoj hvězd Miroslav Brož, Hvězdárna a planetáriu m Hradec Králové, AÚ MFF UK,

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Přírodopis 9. Naše Země ve vesmíru. Mgr. Jan Souček. 2. hodina

Hvězdný vítr. Ústav teoretické fyziky a astrofyziky Masarykova univerzita, Brno

KATAKLYZMICKÉ UDÁLOSTI. 10. lekce Bára Gregorová a Vašek Glos

RNDr.Milena Gonosová. Člověk a příroda Zeměpis. Zeměpis V.- VIII. ročník osmiletého a ročník čtyřletého gymnázia

Všechny galaxie vysílají určité množství elektromagnetického záření. Některé vyzařují velké množství záření a nazývají se aktivní.

Pulzující proměnné hvězdy. Marek Skarka

Gymnázium Dr. J. Pekaře Mladá Boleslav. Zeměpis I. ročník PLANETY SLUNEČNÍ SOUSTAVY. Jméno a příjmení: Martin Kovařík. David Šubrt. Třída: 5.

Složení hvězdy. Hvězda - gravitačně vázaný objekt, složený z vysokoteplotního plazmatu; hmotnost 0,08 M ʘ cca 150 M ʘ, ale R136a1 (LMC) má 265 M ʘ

Sluneční soustava OTEVŘÍT. Konec

Objevte planety naší sluneční soustavy Za 90 minut přes vesmír Na výlet mezi Ehrenfriedersdorf a Drebach

Příklady Kosmické záření

Cesta do nitra Slunce

Astrofyzika. 1. Sluneční soustava. Slunce. Sluneční atmosféra. Slunce Slunce planety planetky komety, meteoroidy prach, plyny

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Čas a jeho průběh. Časová osa

Geochemie endogenních procesů 2. část

Kroužek pro přírodovědecké talenty I lekce 3 SLUNEČNÍ SOUSTAVA

Slunce jako hvězda. Michal Švanda Astronomický ústav AV ČR Astronomický ústav UK

VY_32_INOVACE_FY.20 VESMÍR II.

pohyb hvězdy ve vesmírném prostoru vlastní pohyb hvězdy pohyb, změna, souřadné soustavy vzhledem ke stálicím precese,

VY_32_INOVACE_06_III./17._PLANETY SLUNEČNÍ SOUSTAVY

ABSOLVENTSKÁ PRÁCE ZÁKLADNÍ ŠKOLA, ŠKOLNÍ 24, BYSTRÉ ROČNÍK. Astronomie - hvězdy. Michal Doležal

Seriál: Hvězdný zvěřinec

Základní jednotky v astronomii

Vznik vesmíru (SINGULARITA) CZ.1.07/1.1.00/ Zpracovala: RNDr. Libuše Bartková

Fyzické proměnné hvězdy (intrinsic variable star)

VY_32_INOVACE_08.Fy.9. Slunce

Úvod do nebeské mechaniky

Tělesa sluneční soustavy

České vysoké učení technické v Praze. Ústav technické a experimentální fyziky. Život hvězd. Karel Smolek

Chemické složení vesmíru

Vesmír. Studijní text k výukové pomůcce. Helena Šimoníková D

Korekce souřadnic. 2s [ rad] R. malé změny souřadnic, které je nutno uvažovat při stanovení polohy astronomických objektů. výška pozorovatele

číslo a název klíčové aktivity V/2 Inovace a zkvalitnění výuky v oblasti přírodních věd Planety sluneční soustavy VENUŠE

Hvězdy a černé díry. Zdeněk Kadeřábek

Železné lijáky, ohnivé smrště. Zdeněk Mikulášek

Úvod do moderní fyziky. lekce 7 vznik a vývoj vesmíru

VESMÍR, SLUNEČNÍ SOUSTAVA

VZNIK FYZIKY, CHEMIE A BIOLOGIE, ANEB VELKÝ TŘESK ZA VŠECHNO MŮŽE

Astronomie. Astronomie má nejužší vztah s fyzikou.

VY_32_INOVACE_FY.19 VESMÍR

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Kroužek pro přírodovědecké talenty I lekce 3 SLUNEČNÍ SOUSTAVA

Finále 2018/19, kategorie GH (6. a 7. třída ZŠ) řešení. A Přehledový test. (max. 20 bodů)

Cvičení z termomechaniky Cvičení 2. Stanovte objem nádoby, ve které je uzavřený dusík o hmotnosti 20 [kg], teplotě 15 [ C] a tlaku 10 [MPa].

Gymnázium Dr. J. Pekaře Mladá Boleslav

Svˇetelné kˇrivky dosvit u

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Sluneční fyzika. Vojtěch Sidorin. Praha,

Život hvězd. Karel Smolek. Ústav technické a experimentální fyziky, ČVUT

Galaxie - Mléčná dráha - uspořádaná do tvaru disku - zformovala se 3 miliardy let po velkém třesku - její průměr je světelných let

Kroužek pro přírodovědecké talenty II lekce 13

Sluneční dynamika. Michal Švanda Astronomický ústav AV ČR Astronomický ústav UK

VESMÍR Hvězdy. Životní cyklus hvězdy

Vzdálenosti ve sluneční soustavě: paralaxy a Keplerovy zákony

NÁZEV ŠKOLY: Základní škola Javorník, okres Jeseník NÁZEV: VY_32_INOVACE_197_Planety

Přírodovědný klub při ZŠ a MŠ Na Nábřeží Havířov

VESMÍR. Prvouka 3. ročník

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Martina Bábíčková, Ph.D

základy astronomie 2 praktikum 5 Dynamická paralaxa hvězd

Slunce zdroj energie pro Zemi

Výfučtení: Vzdálenosti ve vesmíru

FYZIKA Sluneční soustava

Vesmír laboratoř extrémních teplot(?)

Úvod do nebeské mechaniky

Exoplanety (extrasolar planet)

1/38 Bouřlivý život hvězdných vysloužilců

7. Rotace Slunce, souřadnice

Venuše druhá planeta sluneční soustavy

Řešení úloh krajského kola 60. ročníku fyzikální olympiády Kategorie A Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 3), V. Vícha (4)

Jak najdeme a poznáme planetu, kde by mohl být život?

Astronomická jednotka (AU)

1 Newtonův gravitační zákon

Astronomie, sluneční soustava

VY_52_INOVACE_137.notebook. April 12, V rozlehlých prostorách vesmíru je naše planeta jen maličkou tečkou.

DUM č. 20 v sadě. 12. Fy-3 Průvodce učitele fyziky pro 4. ročník

Jméno: Třída: Předmět:

Eta Carinae. Eta Carinae. Mlhovina koňské hlavy. Vypracoval student Petr Hofmann z GChD jako seminární práci z astron. semináře.

Transkript:

Vývoj Slunce v minulosti a budoucnosti Vjačeslav Sochora Astronomický ústva UK 9.5.2008

Obsah Úvod. Standartní model. Standartní model se započtením ztráty hmoty. Minulost a budoucnost Slunce. Reference.

Úvod: vznik Slunce Stáří Slunce 4.5 mld let. Patří do hvězd I. populace. Vzniklo z mlhoviny, jejíž rovnováha byla porušena zřejmě výbuchem blízké supernovy. Nejprve protoslunce, jehož jádro se zahřívalo smršťováním. Zapálení jaderných reakci. Nastolení rovnováhy. Vznik Slunce. Obrázek: Zárodečná mlhovina (HST)

Úvod: Současný vzhled Obrázek: Slunce (SOHO)

Úvod: zánik Žádný vodík v jádře. Vznik rudého obra. Odhození vnější obálky. Vznik planetární mlhoviny a bílého trpaslíka. Obrázek: Planetární mlhoviny (HST)

Obrázek: Srovnání velikosti Slunce v různých fázích (Wikipedie)

Standartní model Snaha popsat vývoj Slunce od jeho vzniku do součastnosti. Standartní model nebere v úvahu rotaci, ani ztrátu hmoty. Tři vstupní hodnoty: Y, Z, α (parametr udávájící hloubku vnější konvektivní obálky). Výstupní hodnoty: luminozita a efektivní teplota (popřípadě poloměr Slunce). L S = 3.86 x 10 33 erg/s = 3.86 x 10 26 W R S = 6.96 x 10 10 cm = 6.96 x 10 8 m Při konstantním X / Z se zadávají různé Y a α takové, abychom dostali správné hodnoty sluneční L a T ef, jak je dnes pozorujeme.

Standartní model: výsledky Při volbě Z / X = 0.02766 a stáří Slunce t = 4.54 mld let výjde Y = 0.278, Z = 0.0194, α = 2.1. Hodnota Y je v dobré shodě s nukleosyntézou v galaktickém vývoji po velkém třesku. Na výsledek Y má významný vliv pozorovaný poměr Z / X, vlastní množství těžkých elementů a vnitřní opacita. Samozřejmě nevysvětluje problém s neutriny. Standartní model nevysvětluje ztrátu Li na povrchu Slunce během vývoje.

Standartní model se započtením ztráty hmoty Tento model započitává ztratu hmoty ze Slunce. Pokud vezmeme poměr 7 Li/H = 1.0 x 10-9 (hodnota odpozorovana z první populace hvězd na hlavní posloupnosti), dostaneme ztrátu 0.10 0.11 hmotnosti Slunce. Pro 7 Li/H = 2.6 x 10-9 (hodnoty z meteoritů) dostanem ztrátu 0.12 0.13 hmotnosti Slunce. Počáteční hmotnost Slunce byla M i = 1.1 M S. To vyžaduje menší Y a větší Z, α a tok neutrin, odchylky od standartního modelu jsou však malé.

Standartní model se započtením ztráty hmoty Formule pro výpočet ztráty hmoty ΔM = (M Li M ce ) - M ce lnf. Větší počáteční hmotnost implikuje vyšší počáteční luminozitu (1.5 krát větší než ve standartním modelu). Větší luminozita, gravitační síla a silnější sluneční vítr mohly mít nezanedbatelný vliv na planety.

Minulost a budoucnost Slunce: počáteční parametry Y = 0.274 Z = 0.01954 R ce = 0.741 R S T C = 15.43 x 10 6 K L i = 0.7 L S 6.5 SNU pro 37 Cl η = 0.6 (parametr ztráty hmoty)

Slunce na HR diagramu Interval (P A): pre main sequence Interval (A E): hlavní posloupnost Bod B: poloha dnešního Slunce Interval (E F): období před RGB Interval (F H): období RGB Bod H: záblesk hel. jádra Bod I: hoření helia Interval (J K): horizontální větev Bod L: helium hoří v obálkách kolem jádra Čtverce: heliové záblesky Obrázek: Vývoj Slunce na HR diagramu (Sackmann 1993)

Minulost Slunce: pre main - sequence Před 4.5 mld let, trvala 0.05 mld let. Sluneční energie z gravitační kontrakce. Žádné jaderné hoření. Nejprve velký pokles luminozity při konstantní teplotě. Poté nárůst teploty za malé změny luminozity. Jádro se zapálí při teplotě 12 MK a hustotě 80 g cm -3. Od této doby vstupuje na hlavní posloupnost.

Minulost a budoucnost: hlavní posloupnost Zde setrvá 11 mld let. Luminozita se z počáteční hodnoty (ještě před vstupem na MS) zvýší na 2.2 L S na konci MS. To bude mít katastrofické následky pro naše podnebí na Zemi. Oceány se vypaří při 1.4 L S, pokud bereme v úvahu Zemi bez mraku. Na konci shoří veškerý vodík v jádře.

Budoucnost: období po MS Nejprve 0.7 mld let se bude Slunce rozpínat, aníž by se zvýšila luminozita. Poté nastává RGB (větev rudých obrů). Hoří vodíkové obálky. Neustálé rozpínání a nárůst luminozity až na 2349 L S. Teplota se výrazně nemění až do bodu G. Toto období trvá 0.6 mld let. Horizontální větev Konstantní luminozita 44 L S. Trvá 0.1 mld let.

Budoucnost: období po MS Raná AGB (asymptotická větev rudých obrů). Období trvá 0.02 mld let. Hoří heliové obálky. Termálně pulzující AGB. Uhlíko kyslíkové jádro. Heliové záblesky, opakují se, nárůst a pokles luminozity. Období trvá 0.0004 mld let. Vznik planetární mlhoviny.

Budoucnost: období po MS Obrázek: Vývoj centr. teploty s hustotou (Sackmann 1993)

Budoucnost: období po MS Obrázek: Vývoj luminozity s časem (Sackmann 1993)

Budoucnost: ztráta hmoty Slunce skončí jako bíly trpaslík s konečnou hmotnosti M = 0.541 M S. Na RGB (větev rudých obrů) ztratí 0.275 M S. Na AGB (asymtotická větev rudých obrů) ztratí 0.184 M S. Ztráta bude probíhat od 1.3 do 2.5 x 10-7 M S za rok. Konečná hmotnost závisí na parametru η.

Budoucnost: časové škály Hlavní posloupnost: 11 mld let. 0.7 mld let než dosáhne RGB. RGB: 0.6 mld let. Horizontální větev: 0.1 mld let. Raná AGB: 0.02 mld let. Termálně pulzující AGB: 0.0004 mld let. Přechod do planetární mlhoviny: 0.0001 mld let.

Budoucnost: vývoj poloměru K enormnímu nárustu poloměru dojde při vstupu na RGB (na 166 R S = 0.77 AU) Bude pohlcen Merkur. Ztráta hmoty Slunce změní dráhy planet. Poloha Veuše z 0.72 AU na 1 AU a tudíž nebude pohlcena. Na AGB se bude poloměr Slunce periodicky měnit (perioda 10 5 let). R max = 213 R S = 0.99 AU. Poloha Venuše 1.22 AU a Země 1.69 AU. Konečná poloha (po ukončení ztráty hmoty) Venuše 1.34 AU a Země 1.85 AU.

Budoucnost: vývoj poloměru Obrázek: Vývoj poloměru s časem (Sackmann 1993)

Reference Sackmann, I. J., Boothroyd, A. I., Fowler, W. A., 1990, Ap. J., 360, 727 736. Boothroyd, A. I., Sackmann, I. J., Fowler, W. A., 1991, Ap. J., 377, 318 329. Sackmann, I. J., Boothroyd, A. I., Kraemer, K. E., 1993, Ap. J., 418, 457 468.