太阳神“阿波罗”能活多久?

“太阳之死”看起来是一道怎样的景观?天文学家和天空爱好者都有“太阳多变幻,我想去看看”的好奇心,“太阳天文学”或“太阳物理学”一直以来都是科学家饶有兴趣探索的学科,其中的一个原因是太阳的变化关乎地球的命运,而地球的变化关乎人类的未来。现在,以曼彻斯特大学的天文学家为主体的一支国际科学团队通过大数据的计算机模拟,对太阳系的终极命运进行了更为精确地预测。他们对太阳走向生命终点的时间给出了“三点论”的结论,第一:太阳的生命周期大约为100亿年,目前的太阳处于“中年期”。第二,太阳在大约50亿年后演变为一颗“满面红光”的红巨星,经过大膨胀的红巨星将延伸到火星的轨道,我们的地球如果“原地不动”,那么将会被太阳红巨星吞灭。第三,太阳亮度大约每10亿年增强10%,地球温室效应和太阳辐射上升将产生双重作用,地球家园将不再是人类“向往的生活”地方,地球生命将在大约10亿年后结束“地球化生存”。

太阳年龄目前大约是46亿年,除了根据太阳内部核燃烧的速度计算太阳的生命周期,科学家根据太阳系内其它天体物质的放射性也能计算太阳的年龄,这些天体和太阳在同一时间诞生,它们和太阳有同样的年龄。太阳经过红巨星阶段的大膨胀之后,将会在大收缩的快速变化中转变为一颗白矮星,在白矮星的周围形成一个昏暗的行星状星云。像太阳一类的恒星在死亡性爆炸的过程中将外层的气体和尘埃物质抛射到太空,这些被天文学家称之为的“包层”占到了恒星总物质的一半以上。留下的恒星核心物质继续燃烧,将核心层的氦聚变为碳、氮、氧,当核心球的引力作用不能激发进一步的核聚变反应时,恒星的“心脏”最后停止了跳动。曼彻斯特大学的研究人员认为,恒星的包层在向外延展的过程中会逐渐地变冷,但是,恒星的核心球炙热无比,足以使得恒星的外层气体发出明亮的闪耀,持续的时间能够达到1万年,这在天文学家看来是一段短暂的时光。

太阳一类的恒星在死亡的爆发后留下形状各异的星云,这些行星状星云有的明亮,在数千亿光年远的地方看得见,有的光线昏暗,看起来模糊。行星状星云在可观测的宇宙十分普遍,著名的有赫里克斯星云、猫眼星云、指环星云、泡泡星云等,每一位天文学家都有一些自己特别钟爱的星云图案。不同质量的恒星有不同的生命周期,同样,行星状星云的亮度对应了不同质量的恒星。行星状星云的得名实际上与行星没有关联,天文学家威廉·赫歇尔在18世纪的晚期第一个发现了这类星云,他通过当时的天文望远镜观测,看到这类星云的形状很像行星的外形,就将这类星云取名为行星状星云。天文学家曾经利用外星系中明亮的行星状星云来测量外星系的距离。曼彻斯特大学领衔的天文团队发现,质量相当于太阳1.1倍的恒星将会在死亡后留下一个几乎看不见的行星状星云,我们的太阳应该如此;质量低于太阳2倍的恒星将留下一个昏暗的星云,只有质量相当于太阳3倍的恒星才会留下一个绚丽、明亮的行星状星云。

太阳的死亡方式与大质量的恒星相比相当温和,大质量恒星以超新星暴的方式结束自己的生命历程,它们或者转变为一颗中子星、或者转变为一个黑洞。太阳的质量有限,当太阳转变为一颗红巨星时,它的体积不会无限地膨胀,它的红色火焰能够到达火星,我们的地球也将“葬身火海”。地球上的人类不会等到太阳转变为红巨星时才制定星际“移民计划”,主要的原因是太阳的亮度每10亿年增加10%,地面将变得“火烫火烫”,海水将会蒸发殆尽。人类不会等上10亿年的时间来编制星际的“出行计划”,也许只需数百万年的时间,人类的科学文明已经从地球传播到宜居行星。“未来已来”指的是已经到来的数字化、智能化技术,不是指未来数亿年的天文时间。

科普编译:2018-5-9

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