在這個生機盎然的地球上，萬物欣欣向榮的生長，他們生存、繁衍、進化並維持自身生存所需要的一切要素都恰到好處的存在，比如適宜的空氣、充足的水源以及合適的溫度等等，但這一切其實都離不開太陽的功勞。

太陽的變化

由25幅太陽圖像合成的圖像，顯示了太陽在365天內的太陽活動。如果沒有其內部的核聚變反應，也許地球上的生命就不可能存在。

然鵝，假設太陽明顯變冷或變熱的話，地球的一切宜居條件將會戛然而止，因為一個簡單的事實無法改變：沒有來自太陽的適宜的能量輸入，生命將不可能存在。

但是，事實上，佔據太陽系質量的99.8%太陽質量此刻卻正在悄悄變輕，而且是每天都在變輕，當足夠長的時間之後，它變化的效果將會展現出來，和我們聯繫最直接的結果就是，地球將不再適宜生命居住！

追溯太陽的歷史

一顆年輕的恆星被一顆原行星盤所環繞的藝術想象圖。圍繞著類日恆星的原行星盤有許多未知的性質，但總體上看，由重元素分佈在其中的塵埃盤肯定是我們的行星形成的原因。

當我們的太陽系形成初期，這裡是一片塵埃的世界，所有的塵埃在空間中飄蕩，這個時候，最初的一大塊相對集中的質量體開始以引力吸引越來越多的物質，這個過程不斷持續，最終形成了一個不停增長的原恆星。由於原恆星的吸引，一大片物質圍繞在它周圍旋轉形成盤狀體，這被成為原生行星盤。

接著，兩種力量開始相互競爭，一種是引力，它使我們的原恆星和盤內的行星生長，另一種就是外部恆星和年輕恆星的輻射。當輻射最終勝出的時候，多餘的物質就會被輻射吹走，我們的太陽和行星就不能再生長了，此時我們當今太陽系的格局基本確定。

太陽系早期的小行星數量更多，形成隕石坑是災難性的。一旦原行星盤和周圍的原恆星物質蒸發殆盡，太陽系整體質量的增長就停止了，而且只能從那一刻開始減少。

而此時，我們太陽系的質量也達到峰值，當然這也標誌著，此時我們的太陽能量是最少的，一旦太陽開始核聚變反應，就是開始把較輕的元素熔合成較重的元素的時候，它的能量輸出就會逐步增加，再也不會這麼少了。

自相矛盾？

摩根-基南光譜分類系統，以開爾文為單位，上面顯示了每個恆星類別的溫度範圍。今天絕大多數的恆星都是M級恆星，在25秒差距（天文單位）內只有1顆已知的O級或B級恆星。我們的太陽是G級恆星。

從此刻開始，太陽的質量只會變小，但是它所釋放的能量卻只會增加！

其實很多人都有這個疑問，畢竟，在所有條件都相同的情況下，大多數的大質量恆星表現出來的效果是燃燒的更熱更亮！

實際上，決定一顆恆星到底有多熱的因素是多種的，我們也可以試著列舉一下：

• 恆星核心的溫度，因為更高的溫度意味著每個粒子的能量更高，當兩個粒子碰撞時，產生聚變事件的可能性更大。
• 融合區域的大小，因為在相同的時間內，發生融合的較大區域會導致更多的融合。
• 如果我們觀察並比較兩顆不同的恆星，質量越大的恆星的核心溫度越高，聚變區域越大。但如果我們觀察任何單個恆星的內部，我們會看到別的東西。

質子-質子鏈負責產生太陽的絕大部分能量。將兩個氦3核融合成氦4核也許是地球核聚變的最大希望，也是一種清潔、豐富、可控的能源，但現在所有這些反應都必須發生在太陽中。

太陽燃燒自己的燃料，是通過將氫以鏈式反應聚變為氦來獲取能量，質子-質子鏈是我們的太陽(和大多數恆星)獲得能量的方式，因為最終產物(氦-4)比初始反應物(4個質子)更輕、質量更低。核聚變的原理是質量-能量等效原理，即通過愛因斯坦的方程式E = mc²將熔化物質總質量的0.7%的一小部分轉化為能量。

當這種情況發生時，太陽的質量慢慢下降；能量被輸送到地表，氦的“廢料”進一步下沉到核心區域。

這張剖面圖展示了太陽表面和內部的各個區域，包括核心，也就是核聚變發生的地方。隨著時間的推移，地核中含氦的區域不斷膨脹，導致太陽的能量輸出增加。

中心的氦在這些溫度下無法融合，所以在富含氦的區域，單位體積的聚變更少。沒有核聚變，輻射就會減少，而富含氦的內部部分在自身重力作用下開始收縮。但是重力收縮會釋放能量，這意味著有很多熱量/熱能被輸送出去。

因此，隨著恆星年齡的增長，內部溫度上升，聚變發生的區域（溫度在400萬K及以上）向外膨脹。總的來說，融合速率和融合發生的體積隨著時間的推移而增加。這導致了太陽——以及所有類似太陽的恆星——隨著年齡的增長而增加能量輸出。

太陽質量越來越輕

太陽光度（紅線）隨時間的變化曲線。最大的增加是由於核心溫度和當太陽燃燒它的燃料時發生聚變的體積增加。

與此同時，被輸送到地表的能量不僅導致了光的發射，還導致了太陽光圈邊緣部分一些鬆散的粒子。電子、質子和更重的原子核可以獲得足夠的動能，從太陽中噴射出來，形成一股被稱為太陽風的粒子流。帶電粒子散佈在整個太陽系，絕大多數都離開了太陽系，儘管其中一些粒子會在幾何上偶然排列，最終撞擊其中一顆行星的大氣層。當他們這樣做的時候，他們創造了被稱為極光的效果，人類在歷史上測量和觀察了極光。

地球上的極光現象

在過去的45億年裡，太陽變得越來越熱，但質量也越來越小。我們今天所測量的太陽風，隨著時間的推移大致是恆定的。偶爾會有耀斑和大質量拋射，但它們幾乎沒有考慮到太陽質量損失的總體速率。同樣，太陽的聚變能在其歷史進程中增加了20%，但這也是一個小因素。

如果我們測量今天由於太陽風和核聚變造成的質量損失的速率，我們就能計算出太陽每一秒鐘變輕了多少。我們還可以推斷太陽自誕生以來在其整個歷史中損失了多少質量。

太陽風將物質拋射進入太陽系

太陽風每秒鐘約攜帶160萬噸的質量離開太陽。每過1.5億年，由於太陽風的作用，太陽的質量就會損失相當於地球的質量，也就是到目前為止，太陽的整個生命週期中大約有30個地球的質量被損失掉了。

然而，由於核聚變，太陽失去的質量甚至比這還要多。太陽的輸出功率是一個相對一致的4×10^26 W,這意味著它每秒鐘將大約400萬噸的質量轉化為能量。因此，在核聚變過程中，太陽每秒損失的質量大約是被太陽風帶走的質量的250%。在它45億年的生命歷程中，太陽由於核聚變而失去了大約95個地球質量：大約相當於土星的質量。

隨著時間的推移，太陽損失的質量會增加，尤其是當它進入生命的最後階段時。但即使在這個相對穩定的速率下，太陽核心氦的增長仍然會讓太陽更熱更明亮，其結果是地球也越來越熱。在大約10到20億年之後，太陽的燃燒溫度將達到地球海洋完全沸騰的程度，使地球表面的液態水不可能存在。目前，地球適宜居住的時間有四分之三已經用完，我們還有四分之一的時間。

當太陽繼續失去質量，人類和地球上所有的生命都接近它不可避免的命運：毀滅。

所以，珍惜現在吧，只有這樣我們才可以讓這最後的十億年更有意義。

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