更大质量的恒星可能在一场被称为超新星的爆炸中结束生命,但这不大可能是等待我们太阳的情形。
(资料图)
1.氢燃烧阶段
太阳每秒钟将6亿吨氢转化为400万吨能量:其余转化为氦“灰”。在太阳的整个生命周期中,它的能量输出一直在增加。据信,在形成以来的46亿年里,它的亮度增加了30%。在接下来的十亿年里,随着更多的氢转化为氦,太阳的亮度将提高约10%左右,从而导致热能增加。如果我们考虑人为气候变化已经对我们地球的天气模式产生的影响,你可以想象一下这种来自太阳本身的影响将有多强。
不断增加的热量将导致极地冰盖开始融化,海洋开始变暖,从而把水蒸气送入我们的大气层。水蒸气会吸收更多热量,产生“潮湿的温室”效应,使全球气温进一步升高。在大约35亿年后,太阳的亮度将比现在高40%,导致我们的海洋沸腾,冰盖完全融化,我们的大气层被剥离。地球将变得像金星一样:焦枯、干旱和无生命。
2.亚巨星阶段
尽管这种情况很可怕,但它只是太阳灭亡的开始。在大约50亿年后,太阳将达到其生命周期主序阶段的尽头,并将耗尽其核心的所有氢。
由于没有核聚变过程来抵消重力的作用,核心将开始收缩,随着时间的推移密度也会越来越大。在这一过程中,太阳的温度会升高,并最终点燃核外剩余的氢。
这个新的燃料源将产生巨大的能量,把外层向外推,使太阳的直径扩大到目前的两到三倍,使它变成一颗亚巨星。
3.红巨星阶段
随着太阳的表层进一步向外推,太阳将发展成一个巨大的发光体,称为红巨星。
这些老化的恒星的大小可以达到太阳的100至1000倍,而不断扩大的表面积将导致外层的温度下降到大约3000摄氏度(太阳表面目前为5500摄氏度)。较低的温度意味着这些恒星在色谱中较红的部分发光,因此得名“红巨星”。
当太阳经历这个过程时,它会延伸到内行星水星和金星的轨道之外,完全吞没它们,甚至可能到达地球的轨道。不过,我们的地球可能不会被完全毁灭,因为在这一膨胀过程中,太阳将不断失去质量:一些估计表明,在它最大的时候,可能只剩下65%至70%。
引力将因此减弱,太阳系中剩余行星的轨道将开始向外漂移。也许地球会侥幸逃脱。与此同时,太阳核心会变得越来越小,越来越热,在形成120亿年后,将发生一场新的核反应。
4.新的红巨星
太阳的核心将继续收缩,直到温度达到约1亿摄氏度——温度高到足以点燃氢消耗过程中产生的氦气,并将其转化为碳和氧。由于致密的核心无法膨胀以增加能量输出,氦将剧烈燃烧,产生称为“氦闪”的短暂爆炸。这将降低核心的密度并带来暂时的稳定,因为氦现在将能够以更可控的速度燃烧。
然而,新的燃料源过不了多久就会耗尽;只需约1亿年。随着氦继续燃烧,它将产生巨大的能量,就像氢的燃烧一样,这将导致太阳再次膨胀,进入第二个红巨星阶段。
5.行星状星云
尽管发生膨胀收缩、质量损失和燃料消耗,但太阳的生命周期还没有结束。这颗红巨星将继续把氦转化为碳和氧,但核心永远无法达到点燃碳所需的6亿摄氏度,因此它将再次收缩。
随着氦耗尽,太阳外层将进一步向外推,消失在太空中,因此在太阳形成约125亿年后,它的质量剩下一半。膨胀的外层将被炽热的内核照亮,产生一个发光的宇宙云,被称为“行星状星云”。
关键词: 科学探索 天文学家推测太阳系未来
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