50億年後,太陽會以怎樣的方式結束自己的生命?

俞達

太陽現在正當壯年,太陽核心時刻發生著核聚變,為整個太陽系提供光和熱。但大約50億年以後,太陽最核心區域的氫也會耗盡,這時太陽就會極度膨脹變成紅巨星,膨脹之後的太陽極不穩定,外層氣體物質會脫離,形成星雲,太陽的核心成為白矮星。

當50億年後,太陽變成紅巨星時,體積會極度的擴張。

太陽系中離它較近的行星都會被紅巨星所吞噬,地球的末日也同時到來,如果那時還有地球上還有人類居住的話,估計也早在千萬年前就探測到太陽的異動,逃離太陽系。

成為紅巨星以後,太陽內部溫度繼續升高到一億度,開始了氦的核聚變,當氦也消耗殆盡時,恆星的再度膨脹,外層的氣體拋射到宇宙中形成星雲。太陽僅留下高溫的核心,這就是白矮星,太陽會變成白矮星,並慢慢暗淡下去,終結其生命。


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大約50億年後,太陽將會膨脹而成為一顆紅巨星,吞沒水星的軌道,熔化金星和地球的表面。70億年後太陽將收縮冷卻成闇弱的白矮星。計算機模擬表明,太陽系其餘部分中的大部分星球將從這些災難中“倖存”下來。發生了巨大改變的行星將會轉移到新的軌道,仍然圍繞著垂死的太陽公轉。而在少數幸運的衛星上,甚至可能有會出現新的生命。

太陽和太陽系一起誕生於46億年前,從一個收縮的星際氣體和塵埃雲中形成。隨著雲的收縮和變得越來越緻密,其核心的溫度升高,直到變得足夠高而開始發生熱核反應。太陽誕生了,在長達45億年的時間裡,它通過氫原子聚變產生光和熱。目前還有足夠的氫,使這個過程還能持續數十億年,但不會是永遠。再過大約50億年後,太陽的氫將會耗盡,於是這個持續了近百億年的核反應將會終止。

到那時,太陽核心剩下的唯一元素是氦,它的反應溫度比氫高。沒有了核反應產生的向外的壓力,核心將會在它自身的引力作用下收縮。但隨著它變得更加緻密,它將會繼續變熱,直到達到氦能夠聚變的溫度。氦原子的突然點燃將會使太陽變得比以往更大更亮——是現在大小的200倍,現在亮度的5000倍。

那麼,太陽的膨脹對太陽系的行星有什麼影響?水星肯定是沒有生存機會了,將被膨脹的太陽所吞噬。金星可能註定要落入太陽灼熱的大氣層,有的天文學家認為,地球可能遭受同樣的殘酷命運。70億年後,太陽的氦將耗盡。在此期間,外太陽系可能擁有“幸福”的未來。木星和土星的一些衛星會有溫暖、舒適的環境,有可能會出現生命。如果是這樣,木衛二或土衛六上的微生物可能會快速進化。在地球上,花了45億年,生命才從細菌發展成今天我們這些處於高科技文明社會中的人類。而土衛六上的居民將只有不到一半的時間來發展他們的深空旅行技術或者逃跑技術。


天馬行文

太空中有很多種恆星,一些像太陽般明亮,有些很暗淡。最大的恆星比最小的要大上千萬倍,有些恆星古老的超出想象,超過100億歲,而有些恆星才剛剛誕生。

那麼我們的太陽呢?從幾光年開外看去,也很難找到其他相近的恆星。我們的太陽已經進入中年,離開出生地也很遠了,從同一個星際雲誕生的姐妹星們分散在銀河系各處,許多都有它們各自的行星,或許有些已經孕育了智慧生物和生命的進化。

夜空中的大多數恆星會環繞一個或多個恆星小夥伴運行,在這種雙星或者多星的系統內,靠我們的肉眼通常看不到那些較暗的恆星。在有3個太陽的世界裡,很少有夜晚,白天也在紅色和藍色中交替。

但是恆星的塌縮是註定的。抬頭看向夜空,所看到的成千上萬的星星,每一個都活在兩次塌縮之間,黑暗的星際氣體雲團的第一次塌縮形成了恆星,明亮恆星的最後一次塌縮是它的生命盡頭。

沒有外力干擾的情況下,引力使恆星收縮。太陽是個熾熱氣體組成的大球體,核心的超高溫氣體促使太陽向外擴張。與此同時,太陽的引力又使它向內收縮。我們的太陽處於兩種力平衡的狀態:引力和核爆炸,這種平衡會繼續保持40億年。

當太陽消耗氫氣,它的核心慢慢地收縮,而它的表面卻在逐步的擴張。在幾百萬年的時間裡,過程很緩慢,不易察覺。但對於10億年來說,太陽會比現在亮出百分之十。

百分之十聽上去不多,但這些額外的熱量會對地球造成很大的影響。當太陽最終耗盡它的核燃料,40或者50億年後,氣體會冷卻,壓力會下降,太陽的內部無法繼續支撐外層的重量,最初的塌縮再次繼續。

萬物都沒有永恆,恆星也會死。氦,在100億年來由氫聚變的灰燼,在核心中匯聚,沒有核爆炸支持它的重量,內核塌縮,溫度高的開始將氦聚合成碳和氧。太陽內核的溫度比以前高很多,它的大氣急劇膨脹,在接下來的10億年裡,它膨脹到超過現在體積的100倍,變成一顆紅巨星,它將會覆蓋併吞噬水星,金星,很可能還有地球。而在那發生之前的幾千萬年,如果地球上還有生命存在,它們應該已經在其他星球找到了新家。

一旦太陽燃盡所有的氦,它就開始變得非常不穩定,將它的外圍甩向太空。超級炙熱的裸露核心發出高能量的紫外線,潮水般淹沒四周。原子們發著光,瘋狂地劇烈活動,太陽會像奶酥一樣的收縮塌陷,縮小到地球體積的幾百倍。到那時,太陽極度緊密,過度擁擠的電子開始互相排擠,一切收縮都停止了,只有太陽中心的光核還依然堅持在那裡,變成了白矮星,但它還會繼續發出微弱的光,再持續一千億年。


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