恆星死亡後,它所攜帶的行星會是什麼命運?

頑庫於鵬


恆星是原始星雲聚集而成的,能夠成為恆星的星球,其質量都是足以引起自身引力塌縮並點燃核聚變的,而恆星的質量不同,其壽命長短以及最終的死亡方式也是各有不同。


恆星的死亡,無外乎三種方式,最終要麼形成白矮星,要麼形成中子星,要麼就更進一步,直接形成宇宙中最恐怖的天體——黑洞。當然了這是恆星死亡之後所形成的穩定的終點,在此之前,恆星會需要經歷紅巨星、超新星這樣的恐怖星體。宇宙中大多數恆星最終都會形成白矮星的,就比如說我們的太陽,大約在50億年之後會先變成一顆紅巨星。

紅巨星體積急劇膨脹,太陽的直徑最終會是現在的數十倍到數百倍不等,到那個時候,紅巨星就會將太陽系內圍的幾個行星也一併吞沒,包括水星、金星,甚至是我們賴以生存的地球,都不能倖免於難。而火星、木星、金星等太陽系外圍行星,卻不必擔心紅巨星的吞噬,等到紅巨星階段過去,太陽就會變成一顆白矮星,這個時候這幾個倖存的行星還可以繼續圍繞著太陽公轉,這對於其它將要變成的白矮星的恆星系統而言也是一樣的道理。


而如果最終恆星會變成中子星甚至是黑洞的話,那麼它們都是大質量恆星死亡之後的產物,它們的質量一般大於8倍太陽質量,而它們又都是超新星爆炸之後的產物。超新星作為中間產物,堪稱是宇宙生命的殺手,凡是有超新星爆炸的恆星系統,其行星幾乎無一倖免,巨大的能量將會在短短的一瞬間就將行星全部摧毀,等到它形成中子星或者是黑洞的時候,周圍不會再有行星圍繞它們公轉。超新星爆炸產生的能量,甚至可以傳到外星系,對外星系也造成致命打擊。


對於我們的家園太陽系來說,留給人類的時間最多隻有50億年了,甚至還不用等到50億年之後,地球就會因為太陽輻射能量的增加而變得溫度升高,有關科學家推測,或許10億年之後,地球上就不再適合人類生存了。然而地球的命運,最終無論怎樣都難逃毀滅,在紅巨星將地球吞噬之後,地球很快就會變得分崩離析,最終被摧毀成宇宙塵埃,而太陽系外圍的行星,即使能夠逃過一死,它們將要面對的也是一個只能發出微弱光芒,輻射出淡淡能量的白矮星,整個太陽系將歸於沉寂,太陽系也會成為生命的禁地。


鏡像宇宙


恆星能夠自身發光發熱,這是因為在恆星的核心能夠進行氫融合成氦的核聚變反應。然而一旦恆星內部的氫元素消耗殆盡,恆星的生命也就結束了。因此我們可以認為恆星是有生命的。恆星死亡後,恆星周圍的行星的命運是怎樣的呢?

恆星會因為質量的不同分為不同的類型。不同類型的恆星最終的結局不同,有的會變成一顆白矮星,有的會發生超新星爆炸最終變成中子星,還有的則會變成黑洞。咱們就以咱們的太陽系為例子,來聊聊太陽死亡後,我們的地球和其它的行星命運會怎樣?


圖示:恆星生命結束最慘烈的方式超新星爆炸

太陽的未來

太陽從誕生到現在已經有46億歲了。太陽已經步入了中年時期。這個時期的太陽和中年時期的人類一樣成熟而穩定。不過再過50億年,太陽耗盡了內部核聚變反應的氫元素步入了老年期。這時期的太陽一改往日的面孔,變成了一顆可怕的紅巨星。紅巨星時期的太陽體積膨脹的非常大。它的半徑延伸到地球軌道附近!

什麼概念呢?目前太陽的半徑是695500公里,而紅巨星時期的太陽半徑延伸到了地球軌道附近,就意味著太陽的半徑達到了1.4億公里以上,整整增加了200倍!

圖示:紅巨星和行星

太陽的紅巨星時期將會持續大約3億年的時間。隨後太陽耗盡了最後的燃料,開始坍縮,最終變成一顆白矮星。變成白矮星的太陽,還擁有著太陽的大部分質量,但是體積只有地球一般大小,因此白矮星時期的太陽有著極高的密度,可達每立方厘米1噸。

圖示;太陽最終變成一顆白矮星

最後,隨著時間的流失,白矮星的太陽逐漸冷卻下來,失去光芒,太陽系的一切將被凍結。

行星的命運

太陽對行星影響最大的時期就是紅巨星時期。在太陽還未死亡之前,水星和金星就葬身火海了。它倆被變成紅巨星的太陽吞掉了。地球則很幸運,沒有被太陽吞噬掉。然而地球上的生命則走到了盡頭。這時期的火星會迎來了短暫的春天。火星氣溫變暖,或許成為人類在太陽系最後的家園。而木星和土星的一些冰衛星也會因為太陽變成紅巨星而消失。美麗的土星光環也會因此消失。

圖示:紅巨星和行星

最終在紅巨星時期存活下來的太陽系天體將會繼續圍繞著變成白矮星的太陽旋轉著,直到永遠。

太陽這類的恆星最終結局還是比較溫和的。而那些質量比太陽大很多倍的恆星,它們都會以極為慘烈的方式結束自己的一生。那就是超新星爆炸。發生超新星爆炸意味著恆星和周圍的行星同歸於盡了。


我就是兔斯基


恆星在最開始是一團冰冷的氣體,在自身引力下,氣體開始收縮。在收縮過程中,會發生聚合,導致密度,壓強和溫度都會升高。當溫度達到臨界溫度就會發生氫核聚變,然後一顆恆星就誕生了。

我們每天都能看到太陽,太陽是宇宙中最常見的恆星。

那你有想過當恆星死亡後會是怎樣的情景嗎?我們一般把恆星的主序星階段看作是恆星的死亡,恆星在死亡後會變成白矮星,中子星,黑洞其中之一。當恆星是中小型的時候,也就是太陽質量的8~10倍以下,它在死亡的過程中會形成星殼和星核兩部分,星殼會向外拋射出去,而星核就只能向內坍塌,當星核質量不大於太陽的1.44倍,就會形成白矮星;

當恆星的質量約為太陽的8~10倍以上,30倍以下的時候,恆星在死亡時就會發生超新星爆炸,爆炸之後星核的質量在太陽質量的1.44~3.2倍之間,這樣的恆星在死亡後變成了中子星;

當恆星的質量在太陽質量的30倍以上,而且爆炸後星核質量是太陽質量的3.2倍以上才會形成黑洞。

恆星死亡會有三種狀態,那恆星所攜帶的行星會有什麼樣的結局呢?

當恆星死亡後其所攜帶的行星應該也是不會有“好下場”的,但是不同類型的行星會有不同的表現。甚至有許多行星在從普恆星到白矮星的變化過程中就已經被毀滅了。

不過科學家發現,有的行星在其恆星死亡後會逃脫厄運,假如行星的體積小、岩石多、密度高,這類行星最有可能在恆星死亡之後還會存活下去。總而言之,一顆行星的質量和它與恆星的距離是決定它能否在恆星死亡後存活的關鍵性因素。


星球上的科學


以太陽系為例,當太陽死亡後,很自然的就會想到太陽系是否也會跟著覆滅或者重大改變?

沒錯,結局確實會這樣,因為單從質量角度考慮,太陽在經歷紅巨星,最後變為白矮星的過程,會損失可觀的質量,因此對於行星的軌道肯定會帶來影響,說不定太陽系就會大變樣。

我們知道,太陽的工作原理是其內部的核聚變反應,太陽目前的體型都是靠其內部的輻射壓與引力平衡而達到的,但核聚變的燃料總有一天會耗盡,實際上當其核心中的氫元素都用完時(變為氦元素),核心就變成了一顆“氦核”,但此時內部的溫度卻不足以點燃(也是核聚變)這顆氦核,因此氦核就會在引力作用下,進一步的收縮,而這個過程也同時導致了內部溫度的上升,原本那些不太靠近內核部分的氫元素也得到了“點燃”的機會。

於是乎,太陽就按照內核收縮,外殼膨脹的過程一步步踏入紅巨星的階段,而此時太陽的體積和現在相比,已經是處於嚴重發胖。胖到什麼程度呢?其半徑幾乎已經到了地球軌道附近,對於在地球軌道內側的水星和金星來說,已經完全被紅巨星時期的太陽給吞沒了,而地球上的日子也不好過(一說也認為地球會被完整的吞沒),因此高溫將會熔化地球表面的一切,地球上的生命就不用談了,如果在此之前還沒能逃出地球,那就絕對是死路一條了。


但實際上,地球上的生命絕不會等到紅巨星的半徑延伸到地球軌道附近時才會死亡,在此之前,或者說從現在開始算,由於太陽光度的不斷提高,地球上的溫度會越來越高,以至於最後連液態水都無法存在,這個時間點差不多是在一二十億年後(注意:太陽的壽命還深五十億年左右)


當紅巨星的內部氦核達到點燃要求後,就會開始發生朝著碳氧元素進行聚變,最後慢慢的變為一顆碳氧混合的核心球,按照道理,因此溫度壓強的原因,這顆碳氧核心是無法進一步聚變的,所以就會在引力的作用下,再做收縮,但實際上對於太陽這種質量的恆星,其最後形成的碳氧核心是無法繼續坍縮的。

因此根據泡利不相容原理產生的電子簡併壓,將會代替輻射壓與引力做抗衡,很幸運,這一平衡可以持續下去,因此太陽最後停留在這個階段,被稱為白矮星(當然了,由於其內部不產熱,當熱量耗盡的一天,就成了黑矮星)


而到了這個階段,太陽系會怎麼樣呢?毫不誇張的說,由於成為白矮星後的太陽,也會持續不斷的降溫,所以太陽系內僅存的星球,是不可能誕生什麼生命的,雖然這些星球或許還能繞太陽運轉(沒法擺脫太陽引力的束縛)。

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賽先生科普



如果有一天恆星死亡後產生的紅巨星發生在太陽系,地球將會成為圍繞紅巨星運行的煤渣。

這是生活在像我們太陽這樣的主序恆星附近的任何行星的最終命運。主序列恆星靠氫運行,當這種燃料耗盡時,它們會轉換成氦,變成一個紅巨星。雖然太陽向紅巨星的轉變對地球來說是一個悲傷的消息,但太陽系最遙遠區域的冰冷行星將首次沐浴在太陽的溫暖之中。



太陽在其一生中一直緩慢但穩定地變得越來越亮越來越熱。當太陽在大約40億年後變成紅巨星時,我們熟悉的黃色太陽會變成鮮豔的紅色,因為它主要發射紅外和可見光的低頻能量。它會變得明亮數千倍,但表面溫度會更低,它的大氣層會膨脹,慢慢吞沒水星、金星,甚至地球。

雖然太陽的大氣層預計將達到地球1天文單位(地日距離)的軌道,但紅巨星往往會失去大量質量,而這一波排出的氣體可能會將地球推出射程之外。但是無論地球是被消耗還是僅僅被燒焦,地球上所有的生命都將被遺忘。



然而,生命可能出現在太陽系的其他地方。位於10到50天文單位的行星將位於紅巨星太陽的可居住區。太陽系的可居住區是水可以保持液態的區域。


隨著太陽變得越來越亮,穿過它的紅巨星階段,可居住帶將逐漸穿過10到50個地日距離。土星、天王星、海王星和冥王星都位於10到50天文單位範圍內,它們冰冷的衛星和柯伊伯帶天體也是如此。但並非所有這些世界都有平等的生命機遇。

氣態行星土星、海王星和天王星上的可居住性可能不會受到紅巨星變化的太大影響。天文學家已經在其他太陽系中發現了離母星非常近的氣態行星,儘管這些“熱木星”靠近強烈的輻射,但它們似乎仍然保持著氣態大氣。據我們所知,生命不可能出現在氣態行星上。

海王星的衛星海衛一,冥王星和它的衛星,以及柯伊伯帶天體將有最好的生命機遇。這些天體富含有機化學物質,紅巨星太陽的熱量會將它們冰冷的表面融化成海洋。

當太陽是一個紅巨星時,我們太陽系的冰世界將會融化,並在幾千萬到幾億年內變成海洋綠洲。那時,我們的太陽系將不再像現在這樣擁有一個表面海洋的世界,而是數百個,因為所有的巨型行星的冰冷衛星,那時柯伊伯帶的冰冷矮行星也將擁有海洋。因為那時冥王星的溫度不會和現在地球表面溫度有很大不同,所以可以稱之為為“溫暖的冥王星”。

然而,太陽的影響並不是全部,行星體的特徵在很大程度上決定了可居住性。這些特徵包括行星的內部活動、反射率或行星的“反照率”,以及大氣的厚度和組成。即使一顆行星擁有所有有利於居住的元素,生命也不一定會出現。


軍機處留級大學士


《紅樓夢》第四回有一句,“四家皆連絡有親,一損俱損,一榮俱榮。”


其中的一榮俱榮,一損俱損放到恆星系內行星的命運上也是非常貼切的,因為獨立的行星本身幾乎沒有壽命上限,但可惜的是恆星壽命是有質量上限的,所以恆星死亡之後行星一般也就完蛋了,那麼當恆星壽終正寢,類似地球等一眾行星的結局會是什麼呢?

這個問題要分三種情況才能回答清楚,因為不同恆星“壽終正寢”的方法也不同。


首先如果說某一個恆星系內的恆星是一顆質量比太陽還小的紅矮星(距離太陽最近的就是4.22光年外的比鄰星),那麼這個恆星系內的行星幾乎可以說是“永生”了,因為紅矮星內部的核聚變反應強度是所以恆星中最弱的,換言之就是紅矮星“最省油”,所以紅矮星的壽命一般都在數千億年左右,並且紅矮星理論上不會發生晚年膨脹現象,這意味著紅矮星系內的行星壽命就是無限的。


我們的太陽作為比紅矮星質量更大的黃矮星,其內部核聚變反應強度只能讓它具有100億年左右的壽命,而壽命將盡之時內部氫元素的短缺又會使得太陽體積迅速膨脹,從而成為一顆紅巨星,天體物理學家估計紅巨星時代的太陽體積可以達到火星軌道附近,這意味著到時候太陽系的類地行星“全軍覆沒”

但是太陽系外側的天王星和海王星等天體並不會因為太陽膨脹而受到大的影響,所以說太陽系內真正“永生”的就是外側行星們。


而如果宇宙中某個恆星系內的恆星是藍矮星或者藍巨星這種體積質量以及內部核聚變反應強度都很驚人“油老虎”,那麼在恆星本身壽命只有幾千萬年幾億年的情況下,近距離圍繞它們的行星也就只有幾千萬或者幾億年的活頭了,時間一到不是被超新星爆發毀滅就是被坍塌成的黑洞撕碎。

總體而言無論在那個恆星系,只要行星公轉軌道距離恆星足夠遠,那麼它一般而言是不會受到恆星死亡影響的


宇宙觀察記錄


這個和恆星怎麼個死亡法有關,以及行星距離恆星多遠有關

恆星的死亡,在現今天文宇宙學裡無非三種——白矮星,中子星,黑洞。

但這是恆星的穩定產物,在成為這些產物之前,恆星還要經歷紅巨星,超新星這樣恐怖的星體。

事實上,行星的命運,也就和這樣的中間產物密切相關。

下面我們來分情況討論。

結局為白矮星的恆星行星的命運

其中的白矮星是絕大部分恆星的結局,在成為白矮星之前,恆星會先膨脹為紅巨星,紅巨星的體積可達原來恆星的數十倍到數百倍不等。

我們的太陽就是這樣的一顆恆星,在大約50億年後,太陽在氫元素燃燒的差不多之後,會繼續燃燒氦元素(氦閃),這個過程太陽的外層會膨脹,成為巨大的紅巨星。

紅巨星體型巨大,會把靠近恆星的行星吞噬熔化。而遠離恆星的行星,比如我們太陽系的火星木星土星,就能倖免於難,逃脫紅巨星的吞噬。

紅巨星階段過後,仍然可以圍繞著白矮星公轉。

結局為中子星或者黑洞的行星命運

中子星和黑洞都是超新星爆發的產物,所以合在一起討論不影響結論。

中子星和黑洞是大質量恆星的穩定產物,它們一般質量大於8倍太陽質量。

超新星作為中間產物,堪稱宇宙生命的殺手,地球的第一次生物大滅絕,即距今4.49億年前的奧陶紀生物大滅絕或許就是超新星爆發產生的伽馬射線暴導致的。

當超新星爆發,幾秒內釋放的能量比太陽傾盡一生(100億年)產生的能量還多,圍繞恆星公轉的行星一般而言通通會被炸碎毀滅掉,整個類似太陽系的奧爾特雲也會分崩離析。

超新星爆發後,產生的中子星或者黑洞一般再無行星繞其公轉

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科學新視野


恆星死亡後,它攜帶的行星是什麼命運?

要知道這個問題首先要知道恆星的生命旅程。

基本上來說恆星分為巨大,大,中,小四類,他們都是在星雲中誕生的,所有的恆星都會隨著聚合反應的加劇會經歷形成,穩定,坍縮,膨脹這幾個過程。不同的是巨大和大型恆星會發生超新星爆炸,巨大的會形成黑洞,大型的會形成中子星。中子星會繼續發光數十億年並最終熄滅,而黑洞的壽命我們目前不得而知。而中型小型恆星則會在膨脹後再次收縮成為白矮星或者褐矮星,它們的壽命也很長,但最終也會熄滅。

在膨脹和爆炸的過程中恆星會毀滅周邊絕大多數行星,少數距離非常遠的行星未受波及也會隨著恆星爆炸的威力或者引力的減弱被拋向宇宙深空,最終形成永久冰封的孤兒行星。

其實孤兒行星或者孤兒恆星在宇宙中非常常見,都是由古老星系或者恆星爆炸而形成的。



冰65774307


其實行星的命運並不是確定的,而是會有很多結局。我們以太陽系為例,來看看太陽系的行星們的結局會是什麼。

太陽系的命運

按照目前主流的理論星雲假說,太陽起源於分子云的引力坍縮,在引力的作用下,分子云形成了恆星胚胎,由於引力作、隧穿效應、恆星核心的核聚變反應被點燃。我們要知道的是太陽的質量佔據了整個太陽系的99.86%。因此,其他行星只是太陽在形成過程中留下的邊角碎料,在引力的作用下逐漸形成的。

當太陽的核聚變反應被點燃之後,太陽就進入了主序星時期。在主序星時期,太陽都相對比較穩定。不過,由於核聚變反應會虧損大量的靜止質量,這些虧損的靜止質量其實是以能量的形式向外輻射,所以太陽整體的質量是一直在下降的,不過整個主序星時期,太陽的質量虧損不到1%(這是由核聚變反應的特點所決定的)。由於太陽是依靠自身引力和核聚變向外的壓力實現動態平衡的,所以質量虧損伴隨的結果是太陽對自身核聚變的控制力下降。

因此,太陽內核的核聚變反應會越來越不受控制,輻射強度會增加。同時,行星們也在以極其微小的距離遠離太陽,拿金星和地球來說,這個遠離的距離每年都不到5釐米。相對於它們和太陽之間的距離來說,是可以被忽略不計的。

當然,主序星臨近結束時,也就是太陽內核的氫快燒完的時候,由於輻射層隔絕了太陽的內核和對流層,這就會讓太陽外部的氫無法進入到內核,氫也就充不上

而之前太陽的核聚變主要是讓氫通過核聚變反應形成氦-4。所以,此時的太陽核心主要是氦,太陽點燃氫的核聚變需要的溫度是1500萬度,但是點燃氦則需要達到1億~2億度左右。因此,

當氫燒完時,氦的核聚變反應並不能夠被點燃

這時,太陽就會膨脹起來,但這裡要注意的是,太陽是外層膨脹了起來,而內核其實是在引力的作用下開始壓縮,壓縮使得核心的溫度開始上升,直到達到氦的核聚變反應。於是,太陽再次被點燃,此刻也就開始在燒氦,產物就是碳和氧。

在太陽變成一顆紅巨星時,其實水星和金星都會被太陽外層吞沒,而地球大概會在當時太陽的大氣外層的位置

,隨著氦的進一步燃燒,引力對外層的束縛能力更差,這時地球會完全置身於太陽的大氣當中

當氦也燒完後,太陽核心會進一步收縮,直到核心變成白矮星

此時的質量僅為初始太陽質量的80%。至於外層,還會繼續擴散,成為行星狀星雲

因此,這個時候其實對於行星的引力會大幅度銳減,還存在的火星以及意外的行星軌道都會發生大幅度的變化。至於地球,目前我們並不知道地球具體會有什麼結果。

此後,白矮星“太陽”並不會在繼續核聚變反應,等著慢慢涼透。不過,它還是會刮出劇烈的恆星風。至於,火星以及以外的行星,或許還繞著白矮星“太陽”繼續轉著。但也有了能會有以下的宿命:

  • 被宇宙中的天體撞得粉碎;

  • 被其他路過的恆星順走;
  • 距離太陽特別遠的行星,可能會變成一顆流浪行星;

加上之前被吞沒的,也就是說,行星有可能有4種結局。

其他情況

當然,這是太陽系中發生的一切,實際上如果質量特別大的恆星,比如,8倍太陽質量大的恆星,一步步核聚變到鐵元素時。

核心的質量還超過1.44倍的太陽質量,就會發生超新星爆炸,

如果是核心小於三倍太陽質量,就會形成一顆中子星。

如果核心大於三倍太陽質量,就會形成一個黑洞

在這種情況下,由於中子星和黑洞對於時空扭曲的能量極其強,並且超新星爆炸的範圍極其廣,因此,基本上在這類恆星周圍的行星,下場都不會太好看。比如:II型超新星的爆發,基本上可以把周圍的一切都毀了。


鍾銘聊科學


恆星死亡,對於行星本身來說並不一定意味著死亡,但對於行星上的生命來說,意味著死亡!

恆星死亡之後,基本上有三種結果,白矮星(黑矮星),中子星,黑洞。比如我們的太陽在50億年之後走向死亡就會成為白矮星,而比太陽質量更大的恆星會成為中子星甚至黑洞!

拿我們的太陽來說,走向白矮星的過程也是十分漫長的,當燃料耗盡之後會膨脹成紅巨星,然後拋灑外層的物質,只剩下密度很高的內核,這個內核就是白矮星!

太陽成為白矮星後或許只有地球的大小,但密度要比地球高太多,而且仍舊發出微弱的光,但如此微弱的光根本不足以讓地球上的生命生存!同時,在太陽走向紅巨星的過程中,內行星水星和金星將類吞沒,而地球很可能倖免!

即使太陽最終成為白矮星,但由於過程十分緩慢,並且白矮星的質量仍然佔據太陽系統治地位,太陽系很可能仍舊會運轉,不過會與現在太陽系大有不同,行星的軌道會向外擴展!不過白矮星不會是終點,白矮星最終會成為黑矮星,不過這個過程更加漫長,如今宇宙還沒有形成一顆黑矮星!

而對於形成中子星和黑洞的恆星來說,周圍的行星很可能慢慢地被中子星黑洞強大的引力捕獲吞噬,最終成為中子星黑洞的一部分!


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