Así Morirá el Sol (y no es una supernova)
Summary
TLDRThis script explores the life cycle of our Sun, from its current state to its eventual demise as a red giant, and the profound impact on Earth. It discusses the gradual increase in the Sun's brightness, the potential for Earth to adapt through natural processes, and the eventual inhospitable conditions due to the Sun's expansion and increased radiation. The script also delves into the 'helium flash' and subsequent transformations of the Sun into a white dwarf and finally a black dwarf, concluding with the possibility of life persisting in the outer solar system or near a white dwarf.
Takeaways
- 🌟 Supernovas are explosive events that mark the end of some stars' lives, scattering heavy chemical elements throughout the cosmos, but our Sun will not end this way.
- 🌞 The Sun will not experience a grand explosion; instead, it will undergo a 'helium flash', a brilliant burst that precedes its death, which we paradoxically may not be able to witness.
- 📚 The script recommends 'Brilliant', an interactive platform for learning various subjects including mathematics, physics, and computer science, which the speaker has been using for two years.
- 🔢 The Sun's life cycle is governed by mathematical principles that dictate its evolution from a main-sequence star to a red giant and eventually to a white dwarf.
- ☀️ In about 5 billion years, the Sun's hydrogen will deplete, leading to a gradual increase in brightness and size as the core contracts and fusion reactions accelerate.
- 🌍 The increased luminosity of the Sun will affect Earth, potentially causing a runaway greenhouse effect and leading to the planet becoming uninhabitable.
- 🌿 Photosynthesis may become impossible on Earth in about 600 million years due to a significant decrease in CO2 levels, leading to the extinction of plants and the eventual collapse of all life.
- 🌌 As the Sun expands into a red giant, it will engulf the inner planets and its luminosity will increase to over 3,000 times its current level.
- 💥 The 'helium flash' is a brief, intense release of energy that occurs when the core of the Sun reaches a critical temperature to ignite helium fusion, but it is largely contained within the star.
- ✨ After the helium flash, the Sun will continue to evolve, experiencing thermal pulses that cause it to lose mass and expand its outer layers, eventually forming a planetary nebula.
- 💀 The final stage of the Sun's life will be as a white dwarf, cooling gradually over an extremely long period until it becomes a black dwarf, marking the end of its luminosity.
Q & A
What is the ultimate fate of our Sun according to the script?
-The Sun will not end with a supernova explosion. Instead, it will eventually become a red giant, then a white dwarf, and finally a black dwarf after a very long period of time.
What is a 'helium flash' and how does it occur in the Sun's life cycle?
-A helium flash is a brief but extremely energetic event that happens when the core of the Sun, having exhausted its hydrogen fuel, becomes hot enough to ignite helium fusion. This releases a massive amount of energy in a very short time, although it does not significantly affect the Sun's outer layers or appearance.
How does the Sun's brightness change over time and what are the implications for Earth?
-The Sun's brightness increases by about 1% every 100 million years due to the fusion process. This gradual increase in brightness will eventually make Earth uninhabitable as it leads to a rise in temperature, reduction in CO2 levels, and the eventual evaporation of oceans.
What is the role of the 'quantum mechanics' in the Sun's core collapse?
-Quantum mechanics plays a crucial role in the Sun's core collapse by causing electron degeneracy pressure. As the core contracts and density increases, electrons are forced into the same quantum states, which opposes further compression and slows down the core collapse.
What is the 'hydrogen flash' and how does it differ from a 'helium flash'?
-The 'hydrogen flash' is a thermal pulse that occurs in the later stages of the Sun's life when the helium fusion stops but hydrogen fusion in a shell around the core reignites. It is less powerful than a helium flash and causes the Sun to expand and contract in a cycle.
How does the process of the Sun becoming a red giant affect the Earth's orbit?
-As the Sun expands into a red giant, its gravitational force weakens, and the Earth may move further away, potentially beyond the orbit of Mars. However, the exact outcome is uncertain due to tidal forces between the Earth and the Sun's surface.
What happens to the Sun after it has exhausted its helium fuel?
-After the Sun exhausts its helium fuel, the core contracts and heats up until it reaches a temperature where carbon and oxygen can fuse, producing an iron core. This process continues until the Sun sheds its outer layers, forming a planetary nebula, and leaves behind a white dwarf.
What is the final stage of the Sun's life cycle?
-The final stage of the Sun's life cycle is when it becomes a black dwarf, which occurs after the white dwarf has cooled and no longer emits light or heat, a process that takes many billions of years.
What is the 'planetary nebula' and how is it formed?
-A planetary nebula is an expanding shell of ionized gas that is ejected from a star during its transition from a red giant to a white dwarf. It is formed by strong stellar winds that shape the nebula into intricate patterns and colors.
What could potentially happen to life on Earth as the Sun ages and becomes a red giant?
-Life on Earth will become increasingly difficult as the Sun's luminosity increases, leading to higher temperatures, reduced CO2 levels, and the eventual loss of water. If the Sun engulfs the Earth, life as we know it would likely end.
Is there any possibility for life to continue in the solar system after the Sun becomes a white dwarf?
-While life on Earth would be impossible after the Sun becomes a white dwarf, some theories suggest that a planet close to a white dwarf might still have the necessary conditions for life, although this is speculative.
Outlines
🌌 The Life and Death of Our Sun
This paragraph introduces the concept of supernovas and the fate of our Sun, contrasting the dramatic explosions with the Sun's more subtle demise. It discusses the 'helium flash,' a paradoxical event preceding the Sun's death that we won't be able to witness. The paragraph also delves into the final days of the Sun, its impact on Earth, and the time we have left. Additionally, it promotes an interactive learning platform called 'brilliant' for understanding the mathematics behind the Sun's evolution, highlighting its features and offering a discount for new users.
🌞 The Sun's Transformation into a Red Giant
This section describes the Sun's gradual transformation as it depletes its hydrogen fuel, leading to a decrease in nuclear fusion and an increase in the Sun's brightness and size. It explains how the Earth might naturally compensate for the Sun's increasing brightness by reducing the greenhouse effect through the erosion of silicate rocks, which absorb CO2 and form carbonates. However, this process will eventually lead to a decrease in CO2 concentration, making photosynthesis impossible for plants and causing a chain reaction of life extinction on Earth. The paragraph also details the Sun's expansion into a red giant, engulfing Venus' orbit and increasing its brightness over 1000 times, marking the end of Earth's habitability.
🔥 The Helium Flash and the Sun's Final Stages
The final paragraph discusses the helium flash, a brief but intense release of energy that occurs when the Sun's core reaches a critical temperature to fuse helium into carbon and oxygen. This event, while not visible externally, has significant internal effects, causing the core to expand and cool, which in turn slows nuclear reactions and leads to the contraction of the outer layers. The Sun then experiences a series of thermal pulses, or 'helium flashes,' which cause it to lose over 50% of its mass and form a spherical envelope of gas around it. The core continues to contract and heat up, eventually becoming a white dwarf, which will slowly cool and fade over billions of years. The paragraph concludes by suggesting that life in the solar system may become impossible once the Sun turns off, but it leaves open the possibility of life continuing on a planet near a white dwarf under certain conditions.
Mindmap
Keywords
💡Supernova
💡Fusion
💡Red Giant
💡Helioseismology
💡Flash of Helium
💡Degeneracy
💡White Dwarf
💡Planetary Nebula
💡Hydrogen
💡Carbon and Oxygen
💡Habitability
Highlights
Supernovas are well-known explosions marking the end of some stars' lives, seeding the cosmos with heavy chemical elements.
The Sun will not end with a grand explosion but with a spectacular flash known as the 'helium flash', which we paradoxically may not see.
The 'helium flash' precedes the Sun's death and is a significant event in stellar evolution.
As the Sun's hydrogen fuel depletes, it will gradually become brighter, affecting life on Earth.
Earth may naturally compensate for the Sun's increasing brightness by reducing the greenhouse effect through the weathering of silicate rocks.
In about 600 million years, CO2 concentration will be insufficient for plant photosynthesis, leading to mass plant death and the collapse of ecosystems.
The Sun will eventually swell to about 150 times its current size and over 1000 times its brightness as it becomes a red giant star.
The helium in the Sun's core will one day be insufficient to sustain fusion, leading to a collapse and the beginning of the end for the Sun.
A 'helium flash' will occur when the core reaches 100 million degrees, releasing an enormous amount of energy in minutes.
The 'helium flash' is a critical event that temporarily halts the Sun's contraction and changes its structure significantly.
After the helium flash, the Sun will continue to fuse helium in a more peaceful manner, similar to its past life as a hydrogen-burning star.
The Sun may experience several thermal pulses or 'helium flashes', each causing it to lose mass and expel its outer layers into space.
The final stages of the Sun's life will see it shed its outer layers, forming a planetary nebula and leaving behind a white dwarf.
The white dwarf remnant of the Sun will eventually cool and fade, becoming a black dwarf over trillions of years.
The habitable zone of the solar system will shift outwards, potentially offering new opportunities for life on celestial bodies in the Kuiper Belt.
The death of the Sun and transformation into a white dwarf may present the possibility for life to continue on planets close to it, under certain conditions.
Transcripts
las supernovas son super conocidas
explosiones que ponen fin a la vida de
algunas estrellas y siembran el cosmos
de elementos químicos pesados sin
embargo eso no es lo que le pasará al
sol no habrá una gran explosión hoy os
presentamos al flash delio un
espectacular fogonazo que precederá a la
muerte de nuestra estrella y que
paradójicamente no podremos ver bueno
suponiendo que quede alguien para verlo
cómo serán los Últimos Días Del Sol Cómo
afectará su muerte a la tierra cuánto
tiempo nos os queda vamos a descubrirlo
pero si queréis aprender de una forma
fácil y gratuita Cuáles son las
matemáticas que hacen que esta evolución
del sol suceda os recomiendo brilliant
una plataforma interactiva para aprender
matemáticas física computación etcétera
esto la gente de brilliant no lo sabe
Pero llevo usando su plataforma desde
hace unos 2 años me trajo un curso que
tenían sobre teoría de grupos y me
encantó las lecciones No solo son
contexto imágenes sino también con
interactivos que te ayudan a comprender
mejor tienen una dedicada al cubo de
Rubik es super guay como vas entendiendo
con matemáticas muy profundas el número
de combinaciones que hay las posibles
soluciones también la propia lección te
va haciendo preguntillas para que veas
Hasta qué punto has entendido lo que te
han explicado aunque se puede usar desde
la web yo lo llevo en el móvil así puedo
seguir aprendiendo cuando voy en el tren
o en el metro y me notifica cuando Llevo
unos días sin avanzar ninguna lección
cada vez aparecen cursos nuevos pero ya
hay de física tanto clásica como
cuántica de un montón de ramas de las
Matemáticas y también sobre programación
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en el plan anual por supuesto lo tenéis
todo también en la descripción y dicho
Todo esto Ahora sí poneros las gafas de
sol porque vamos a hablar del final de
nuestra estrella como todas las
estrellas el sol produce la energía que
lo mantiene estable a través de la
fusión nuclear en su centro donde se da
la temperatura y presión suficientes una
cadena de reacciones transforma el
hidrógeno en helio pero ese hidrógeno no
durará para siempre dentro de 5000
millones de años se agotará y ese será
el principio del fin aunque antes de eso
ya experimentaremos cambios en la tierra
y es que a medida que el sol agota su
combustible se vuelve poco a poco más
brillante Cómo no sería al revés brillar
menos en realidad es sencillo de
entender a medida que queda menos
combustible la fusión se ralentiza y
produce menos energía la gravedad se
impone por un momento y el núcleo se
contrae aumentando su densidad y
temperatura eso acelera la fusión Y
restablece de nuevo el equilibrio Pero
mira ahora se está produciendo más
energía que antes esa energía extra hace
que la estrella vaya aumentando de
brillo y de tamaño dado que las capas
exteriores se ven empujadas hacia fuera
este proceso no ocurre de la noche a la
mañana claro la luminosidad del sol
aumenta aproximadamente un 1% cada 100
millones de años nada que vayamos a
notar a lo largo de nuestra vida pero en
unos mil millones de años el sol Se
volverá demasiado brillante en principio
la tierra podría compensar este aumento
de brillo de forma natural reduciendo
progresivamente el efecto invernadero
entraría más luz Sí pero con menos
capacidad de absorberla se conseguiría
una temperatura compatible con la vida
de hecho nuestro planeta seguramente
lleva haciendo eso desde que se formó y
lo consigue gracias a las rocas la
temperatura aumenta la erosión de los
silicatos de la superficie terrestre un
proceso en el que absorben CO2 para
formar carbonatos el gas de efecto
invernadero queda Atrapado en La Roca y
todo estupendo bueno esto tiene graves
consecuencias Y es que dentro de unos
600 millones de años la concentración de
CO2 será ocho veces menor que la actual
insuficiente para que las plantas
realicen la fotosíntesis las plantas
morirán el oxígeno irá desapareciendo de
la atmósfera y poco a poco Irán
pereciendo todos los seres vivos y
aunque
desarrollábamos la temperatura subirá a
unos 50 gr cel los océanos empezarán a
evaporarse y nuestro planeta se
convertirá en un desierto y aún peor a
medida que aumente el vapor de agua en
la estratosfera la radiación
ultravioleta romperá las moléculas de
agua en hidrógeno y oxígeno el hidrógeno
más ligero irá escapando al espacio y
nos dejará sin un elemento esencial para
la vida pero volvamos al sol han pasado
5000 millones de años y el hidrógeno del
núcleo casi se ha agotado por Entonces
el núcleo estará formado básicamente por
átomos de helio pero no tendrá la
temperatura suficiente para fusionarlos
así que ya no generará energía y no
habrá nada que evite que se derrumbe
Bajo su propio peso en cierto punto una
capa esférica situada alrededor del
núcleo y en la que toda todavía hay
hidrógeno se calentará lo suficiente
como para comenzar a fundirse la fusión
ha vuelto Pero se da una situación
paradójica a medida que el núcleo del
sol se derrumba la capa esférica genera
más y más energía y empuja hacia fuera
las capas exteriores el sol se hincha
hasta alcanzar aproximadamente la órbita
de Venus ahora es 150 veces más grande y
su brillo más de 1000 veces superior al
la actual pero esa energía se reparte a
lo largo de una superficie enorme por lo
que estará más fría eso hará que el sol
pase de ser amarillo a tener un tono
Rojo anaranjado se habrá convertido en
una estrella gigante roja Lástima que
para entonces la tierra vaya a ser
inhabitable Porque será un espectáculo
grandioso nuestra estrella ocupando una
parte más y más grande del cielo a lo
largo de unos mil millones de años pero
esa fase también tiene una fecha de
caducidad como decía el núcleo continúa
contrayéndose pero llega un momento en
el que algo frena su caída la mecánica
cuántica y es es que conforme aumenta la
densidad del núcleo los electrones
atrapados dentro de él se ven empujados
a ocupar el mismo estado cuántico como
si intentar sentarte en la misma butaca
en la que hay otra persona Esto va en
contra de la naturaleza de los
electrones lo que les obliga a vivir al
límite hacinados ocupando todos los
estados cuánticos libres pero sin
solaparse se ha formado un nuevo estado
de la materia el gas degenerado como si
se tratase de un montón de compañeros de
piso que han de encontrar lugares cada
vez más inaccesibles y enrevesados para
dormir los electrones se ven obligados a
ocupar niveles de energía cada vez más
altos es ese precio cada vez más elevado
lo que va frenando el colapso del núcleo
en un momento dado unos 10000 millones
de años después de agotar su hidrógeno
el núcleo alcanza los 100 millones de
grados una temperatura suficiente para
que el helio comience a fusionarse para
producir átomos de carbono y oxígeno
esas reacciones producen mucho calor y
eso tiene un efecto asombroso en el
núcleo degenerado veréis un gas
degenerado se comporta De manera muy
distinta a uno normal de hecho se parece
más a un líquido que a un gas en un gas
normal Al subir la temperatura aumenta
la presión y eso hace que el gas se
expanda y se enfríe pero en un gas
degenerado la presión solo depende de la
densidad lo único que hace un aumento de
la temperatura es acelerar las
reacciones nucleares lo que a su vez
aumenta la temperatura lo que acelera
las reacciones ya veis por dónde voy no
una reacción descontrolada Un petardazo
conocido como flash de helio en cuestión
de minutos se libera tanta energía como
la que produce el sol en decenas o
incluso cientos de millones de años
durante unos breves instantes el núcleo
puede volverse tan luminoso como todas
las Estrellas de la vía láctea sin
embargo esa inmensa energía no alcanza
la superficie de la Estrella casi toda
se invierte en romper la degeneración
del núcleo es decir en convertirlo en un
gas normal que a continuación se expande
enormemente Así que alguien que
estuviera mirando el sol probablemente
no notaría nada pero aunque no pueda
verse desde el exterior el flash de
helio tiene un efecto muy importante al
expandirse el núcleo se enfría y eso
ralentiza las reacciones nucleares como
consecuencia las capas exteriores se
contraen y el sol se deshincha a un
tamaño unas 10 veces menor en realidad
el flash de helio le ha s estado una
puñalada mortal al sol le quedan poco
más de 100 millones de años de vida el
núcleo continúa fundiendo helio ya de
una manera más sosegada como volver a la
vida tranquila que tenía cuando quemaba
hidrógeno y se vuelven a repetir
básicamente los mismos pasos que antes
primero se agota el helio y se apaga la
fusión en el núcleo de carbono y oxígeno
este se contrae y se calienta Hasta que
el helio de una capa esférica comienza a
fundirse la energía de esta capa se suma
a la de la capa esférica de hidrógeno y
hace que el sol vuelva a hincharse
incluso más que la primera vez esta vez
Es probable que sus capas exteriores
lleguen Más allá de la órbita de la la
tierra y su luminosidad sea más de 3,000
veces mayor que la actual significa eso
que el sol engullir nuestro planeta a
ver cada vez que el sol se hincha crece
tanto que no es capaz de retener sus
capas más exteriores y pierde parte de
su masa como resultado su fuerza
gravitatoria se debilita y la tierra se
va alejando eso podría llevarnos Más
allá de la órbita de marte y liberarnos
de acabar carbonizados aunque las
fuerzas de marea entre la Tierra y la
superficie del sol similares a las que
crean las mareas en los océanos podrían
contrarrestar este efecto no está del
todo claro Qué pasará con nosotros ahora
el hecho de que haya dos capas esféricas
donde se produce fusión genera algunas
complicaciones el helio se agota más
rápido que el hidrógeno Así que en un
momento dado la fusión de la capa de
helio se detiene pero la capa de
hidrógeno enseguida produce más helio y
este acaba por prender otra vez
generando un pulso térmico un estallido
mucho menos potente que el flash de
helio el fogonazo hace que la estrella
se expanda y se enfría lo que apaga
momentáneamente la fusión de la capa de
hidrógeno y hace que la estrella se
contraiga en un momento dado la fusión
del hidrógeno se reactiva y el ciclo
vuelve a empezar el sol quizá
experimente cuatro o cinco de esos
fogonazos separados por unos 100,000
años la energía producida en cada uno de
ellos hace que el sol expulse al espacio
sus capas exteriores perdiendo más de un
50% de su masa y creando un envoltorio
esférico de gas alrededor suyo mientras
el núcleo del sol continúa derrumbándose
y calentándose aunque nunca alcanza la
temperatura suficiente para que empiece
a fundirse el carbono sigue contr
contrayéndose hasta alcanzar más o menos
el tamaño de la tierra entonces la
mecánica cuántica vuelve a detener la
caída debido a la degeneración de los
electrones del carbono el núcleo estará
ahora a unos 100,000 gr sin sus capas
expuesto desnudo al espacio lo vemos con
un color blanco el sol o más bien lo que
queda de él su cadáver se ha convertido
en una una enana Blanca una brasa que
irá apagándose poco a poco hasta
convertirse en una enana negra Al cabo
de muchos miles de millones de años pero
hay algo más en cierto momento del
colapso el sol comienza a lanzar vientos
muy fuertes que dan formas caprichosos
al envoltorio esférico el resultado
final será una enorme nube de gas
ionizado conocida como nebulosa
planetaria que brillará con vistosos
colores en respuesta a la luz
ultravioleta de la Nana Blanca por
ejemplo el hidrógeno emite luz roja el
oxígeno luz y el helio Luz Azul será una
vista realmente hermosa Bueno y qué pasa
con nosotros hay algo que podamos hacer
para salvarnos Aunque el sol no acabará
uyendo la tierra de poco nos servirá
para entonces la zona de habitabilidad
aquella en la que un planeta puede
poseer agua líquida en su superficie se
habrá trasladado al sistema solar
exterior tal vez alguno de los cuerpos
helados del cinturón de quipper pudiera
ofrecernos Un refugio temporal
suponiendo que hayan resistido a la
caótica muerte del Sol y sigan ligando a
él pero una vez que el sol se apague y
se transforme en una enana Blanca
habremos perdido nuestra única fuente
natural de luz y calor y la vida en el
sistema solar se tornará imposible o no
hay trabajos que sugieren que un planeta
suficientemente cerca de una enana
Blanca podría reunir las condiciones
necesarias para la vida así que quién
sabe puede que la humanidad no solo
presencie la compleja y espectacular
muerte del sol sino que además le
sobrevivamos y ya sabes si quieres más
ciencia Solo tienes que suscribirte y
gracias por
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