恒星死亡后,它所携带的行星会是什么命运?

顽库于鹏


恒星是原始星云聚集而成的,能够成为恒星的星球,其质量都是足以引起自身引力塌缩并点燃核聚变的,而恒星的质量不同,其寿命长短以及最终的死亡方式也是各有不同。


恒星的死亡,无外乎三种方式,最终要么形成白矮星,要么形成中子星,要么就更进一步,直接形成宇宙中最恐怖的天体——黑洞。当然了这是恒星死亡之后所形成的稳定的终点,在此之前,恒星会需要经历红巨星、超新星这样的恐怖星体。宇宙中大多数恒星最终都会形成白矮星的,就比如说我们的太阳,大约在50亿年之后会先变成一颗红巨星。

红巨星体积急剧膨胀,太阳的直径最终会是现在的数十倍到数百倍不等,到那个时候,红巨星就会将太阳系内围的几个行星也一并吞没,包括水星、金星,甚至是我们赖以生存的地球,都不能幸免于难。而火星、木星、金星等太阳系外围行星,却不必担心红巨星的吞噬,等到红巨星阶段过去,太阳就会变成一颗白矮星,这个时候这几个幸存的行星还可以继续围绕着太阳公转,这对于其它将要变成的白矮星的恒星系统而言也是一样的道理。


而如果最终恒星会变成中子星甚至是黑洞的话,那么它们都是大质量恒星死亡之后的产物,它们的质量一般大于8倍太阳质量,而它们又都是超新星爆炸之后的产物。超新星作为中间产物,堪称是宇宙生命的杀手,凡是有超新星爆炸的恒星系统,其行星几乎无一幸免,巨大的能量将会在短短的一瞬间就将行星全部摧毁,等到它形成中子星或者是黑洞的时候,周围不会再有行星围绕它们公转。超新星爆炸产生的能量,甚至可以传到外星系,对外星系也造成致命打击。


对于我们的家园太阳系来说,留给人类的时间最多只有50亿年了,甚至还不用等到50亿年之后,地球就会因为太阳辐射能量的增加而变得温度升高,有关科学家推测,或许10亿年之后,地球上就不再适合人类生存了。然而地球的命运,最终无论怎样都难逃毁灭,在红巨星将地球吞噬之后,地球很快就会变得分崩离析,最终被摧毁成宇宙尘埃,而太阳系外围的行星,即使能够逃过一死,它们将要面对的也是一个只能发出微弱光芒,辐射出淡淡能量的白矮星,整个太阳系将归于沉寂,太阳系也会成为生命的禁地。


镜像宇宙


恒星能够自身发光发热,这是因为在恒星的核心能够进行氢融合成氦的核聚变反应。然而一旦恒星内部的氢元素消耗殆尽,恒星的生命也就结束了。因此我们可以认为恒星是有生命的。恒星死亡后,恒星周围的行星的命运是怎样的呢?

恒星会因为质量的不同分为不同的类型。不同类型的恒星最终的结局不同,有的会变成一颗白矮星,有的会发生超新星爆炸最终变成中子星,还有的则会变成黑洞。咱们就以咱们的太阳系为例子,来聊聊太阳死亡后,我们的地球和其它的行星命运会怎样?


图示:恒星生命结束最惨烈的方式超新星爆炸

太阳的未来

太阳从诞生到现在已经有46亿岁了。太阳已经步入了中年时期。这个时期的太阳和中年时期的人类一样成熟而稳定。不过再过50亿年,太阳耗尽了内部核聚变反应的氢元素步入了老年期。这时期的太阳一改往日的面孔,变成了一颗可怕的红巨星。红巨星时期的太阳体积膨胀的非常大。它的半径延伸到地球轨道附近!

什么概念呢?目前太阳的半径是695500公里,而红巨星时期的太阳半径延伸到了地球轨道附近,就意味着太阳的半径达到了1.4亿公里以上,整整增加了200倍!

图示:红巨星和行星

太阳的红巨星时期将会持续大约3亿年的时间。随后太阳耗尽了最后的燃料,开始坍缩,最终变成一颗白矮星。变成白矮星的太阳,还拥有着太阳的大部分质量,但是体积只有地球一般大小,因此白矮星时期的太阳有着极高的密度,可达每立方厘米1吨。

图示;太阳最终变成一颗白矮星

最后,随着时间的流失,白矮星的太阳逐渐冷却下来,失去光芒,太阳系的一切将被冻结。

行星的命运

太阳对行星影响最大的时期就是红巨星时期。在太阳还未死亡之前,水星和金星就葬身火海了。它俩被变成红巨星的太阳吞掉了。地球则很幸运,没有被太阳吞噬掉。然而地球上的生命则走到了尽头。这时期的火星会迎来了短暂的春天。火星气温变暖,或许成为人类在太阳系最后的家园。而木星和土星的一些冰卫星也会因为太阳变成红巨星而消失。美丽的土星光环也会因此消失。

图示:红巨星和行星

最终在红巨星时期存活下来的太阳系天体将会继续围绕着变成白矮星的太阳旋转着,直到永远。

太阳这类的恒星最终结局还是比较温和的。而那些质量比太阳大很多倍的恒星,它们都会以极为惨烈的方式结束自己的一生。那就是超新星爆炸。发生超新星爆炸意味着恒星和周围的行星同归于尽了。


我就是兔斯基


恒星在最开始是一团冰冷的气体,在自身引力下,气体开始收缩。在收缩过程中,会发生聚合,导致密度,压强和温度都会升高。当温度达到临界温度就会发生氢核聚变,然后一颗恒星就诞生了。

我们每天都能看到太阳,太阳是宇宙中最常见的恒星。

那你有想过当恒星死亡后会是怎样的情景吗?我们一般把恒星的主序星阶段看作是恒星的死亡,恒星在死亡后会变成白矮星,中子星,黑洞其中之一。当恒星是中小型的时候,也就是太阳质量的8~10倍以下,它在死亡的过程中会形成星壳和星核两部分,星壳会向外抛射出去,而星核就只能向内坍塌,当星核质量不大于太阳的1.44倍,就会形成白矮星;

当恒星的质量约为太阳的8~10倍以上,30倍以下的时候,恒星在死亡时就会发生超新星爆炸,爆炸之后星核的质量在太阳质量的1.44~3.2倍之间,这样的恒星在死亡后变成了中子星;

当恒星的质量在太阳质量的30倍以上,而且爆炸后星核质量是太阳质量的3.2倍以上才会形成黑洞。

恒星死亡会有三种状态,那恒星所携带的行星会有什么样的结局呢?

当恒星死亡后其所携带的行星应该也是不会有“好下场”的,但是不同类型的行星会有不同的表现。甚至有许多行星在从普恒星到白矮星的变化过程中就已经被毁灭了。

不过科学家发现,有的行星在其恒星死亡后会逃脱厄运,假如行星的体积小、岩石多、密度高,这类行星最有可能在恒星死亡之后还会存活下去。总而言之,一颗行星的质量和它与恒星的距离是决定它能否在恒星死亡后存活的关键性因素。


星球上的科学


以太阳系为例,当太阳死亡后,很自然的就会想到太阳系是否也会跟着覆灭或者重大改变?

没错,结局确实会这样,因为单从质量角度考虑,太阳在经历红巨星,最后变为白矮星的过程,会损失可观的质量,因此对于行星的轨道肯定会带来影响,说不定太阳系就会大变样。

我们知道,太阳的工作原理是其内部的核聚变反应,太阳目前的体型都是靠其内部的辐射压与引力平衡而达到的,但核聚变的燃料总有一天会耗尽,实际上当其核心中的氢元素都用完时(变为氦元素),核心就变成了一颗“氦核”,但此时内部的温度却不足以点燃(也是核聚变)这颗氦核,因此氦核就会在引力作用下,进一步的收缩,而这个过程也同时导致了内部温度的上升,原本那些不太靠近内核部分的氢元素也得到了“点燃”的机会。

于是乎,太阳就按照内核收缩,外壳膨胀的过程一步步踏入红巨星的阶段,而此时太阳的体积和现在相比,已经是处于严重发胖。胖到什么程度呢?其半径几乎已经到了地球轨道附近,对于在地球轨道内侧的水星和金星来说,已经完全被红巨星时期的太阳给吞没了,而地球上的日子也不好过(一说也认为地球会被完整的吞没),因此高温将会熔化地球表面的一切,地球上的生命就不用谈了,如果在此之前还没能逃出地球,那就绝对是死路一条了。


但实际上,地球上的生命绝不会等到红巨星的半径延伸到地球轨道附近时才会死亡,在此之前,或者说从现在开始算,由于太阳光度的不断提高,地球上的温度会越来越高,以至于最后连液态水都无法存在,这个时间点差不多是在一二十亿年后(注意:太阳的寿命还深五十亿年左右)


当红巨星的内部氦核达到点燃要求后,就会开始发生朝着碳氧元素进行聚变,最后慢慢的变为一颗碳氧混合的核心球,按照道理,因此温度压强的原因,这颗碳氧核心是无法进一步聚变的,所以就会在引力的作用下,再做收缩,但实际上对于太阳这种质量的恒星,其最后形成的碳氧核心是无法继续坍缩的。

因此根据泡利不相容原理产生的电子简并压,将会代替辐射压与引力做抗衡,很幸运,这一平衡可以持续下去,因此太阳最后停留在这个阶段,被称为白矮星(当然了,由于其内部不产热,当热量耗尽的一天,就成了黑矮星)


而到了这个阶段,太阳系会怎么样呢?毫不夸张的说,由于成为白矮星后的太阳,也会持续不断的降温,所以太阳系内仅存的星球,是不可能诞生什么生命的,虽然这些星球或许还能绕太阳运转(没法摆脱太阳引力的束缚)。

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赛先生科普



如果有一天恒星死亡后产生的红巨星发生在太阳系,地球将会成为围绕红巨星运行的煤渣。

这是生活在像我们太阳这样的主序恒星附近的任何行星的最终命运。主序列恒星靠氢运行,当这种燃料耗尽时,它们会转换成氦,变成一个红巨星。虽然太阳向红巨星的转变对地球来说是一个悲伤的消息,但太阳系最遥远区域的冰冷行星将首次沐浴在太阳的温暖之中。



太阳在其一生中一直缓慢但稳定地变得越来越亮越来越热。当太阳在大约40亿年后变成红巨星时,我们熟悉的黄色太阳会变成鲜艳的红色,因为它主要发射红外和可见光的低频能量。它会变得明亮数千倍,但表面温度会更低,它的大气层会膨胀,慢慢吞没水星、金星,甚至地球。

虽然太阳的大气层预计将达到地球1天文单位(地日距离)的轨道,但红巨星往往会失去大量质量,而这一波排出的气体可能会将地球推出射程之外。但是无论地球是被消耗还是仅仅被烧焦,地球上所有的生命都将被遗忘。



然而,生命可能出现在太阳系的其他地方。位于10到50天文单位的行星将位于红巨星太阳的可居住区。太阳系的可居住区是水可以保持液态的区域。


随着太阳变得越来越亮,穿过它的红巨星阶段,可居住带将逐渐穿过10到50个地日距离。土星、天王星、海王星和冥王星都位于10到50天文单位范围内,它们冰冷的卫星和柯伊伯带天体也是如此。但并非所有这些世界都有平等的生命机遇。

气态行星土星、海王星和天王星上的可居住性可能不会受到红巨星变化的太大影响。天文学家已经在其他太阳系中发现了离母星非常近的气态行星,尽管这些“热木星”靠近强烈的辐射,但它们似乎仍然保持着气态大气。据我们所知,生命不可能出现在气态行星上。

海王星的卫星海卫一,冥王星和它的卫星,以及柯伊伯带天体将有最好的生命机遇。这些天体富含有机化学物质,红巨星太阳的热量会将它们冰冷的表面融化成海洋。

当太阳是一个红巨星时,我们太阳系的冰世界将会融化,并在几千万到几亿年内变成海洋绿洲。那时,我们的太阳系将不再像现在这样拥有一个表面海洋的世界,而是数百个,因为所有的巨型行星的冰冷卫星,那时柯伊伯带的冰冷矮行星也将拥有海洋。因为那时冥王星的温度不会和现在地球表面温度有很大不同,所以可以称之为为“温暖的冥王星”。

然而,太阳的影响并不是全部,行星体的特征在很大程度上决定了可居住性。这些特征包括行星的内部活动、反射率或行星的“反照率”,以及大气的厚度和组成。即使一颗行星拥有所有有利于居住的元素,生命也不一定会出现。


军机处留级大学士


《红楼梦》第四回有一句,“四家皆连络有亲,一损俱损,一荣俱荣。”


其中的一荣俱荣,一损俱损放到恒星系内行星的命运上也是非常贴切的,因为独立的行星本身几乎没有寿命上限,但可惜的是恒星寿命是有质量上限的,所以恒星死亡之后行星一般也就完蛋了,那么当恒星寿终正寝,类似地球等一众行星的结局会是什么呢?

这个问题要分三种情况才能回答清楚,因为不同恒星“寿终正寝”的方法也不同。


首先如果说某一个恒星系内的恒星是一颗质量比太阳还小的红矮星(距离太阳最近的就是4.22光年外的比邻星),那么这个恒星系内的行星几乎可以说是“永生”了,因为红矮星内部的核聚变反应强度是所以恒星中最弱的,换言之就是红矮星“最省油”,所以红矮星的寿命一般都在数千亿年左右,并且红矮星理论上不会发生晚年膨胀现象,这意味着红矮星系内的行星寿命就是无限的。


我们的太阳作为比红矮星质量更大的黄矮星,其内部核聚变反应强度只能让它具有100亿年左右的寿命,而寿命将尽之时内部氢元素的短缺又会使得太阳体积迅速膨胀,从而成为一颗红巨星,天体物理学家估计红巨星时代的太阳体积可以达到火星轨道附近,这意味着到时候太阳系的类地行星“全军覆没”

但是太阳系外侧的天王星和海王星等天体并不会因为太阳膨胀而受到大的影响,所以说太阳系内真正“永生”的就是外侧行星们。


而如果宇宙中某个恒星系内的恒星是蓝矮星或者蓝巨星这种体积质量以及内部核聚变反应强度都很惊人“油老虎”,那么在恒星本身寿命只有几千万年几亿年的情况下,近距离围绕它们的行星也就只有几千万或者几亿年的活头了,时间一到不是被超新星爆发毁灭就是被坍塌成的黑洞撕碎。

总体而言无论在那个恒星系,只要行星公转轨道距离恒星足够远,那么它一般而言是不会受到恒星死亡影响的


宇宙观察记录


这个和恒星怎么个死亡法有关,以及行星距离恒星多远有关

恒星的死亡,在现今天文宇宙学里无非三种——白矮星,中子星,黑洞。

但这是恒星的稳定产物,在成为这些产物之前,恒星还要经历红巨星,超新星这样恐怖的星体。

事实上,行星的命运,也就和这样的中间产物密切相关。

下面我们来分情况讨论。

结局为白矮星的恒星行星的命运

其中的白矮星是绝大部分恒星的结局,在成为白矮星之前,恒星会先膨胀为红巨星,红巨星的体积可达原来恒星的数十倍到数百倍不等。

我们的太阳就是这样的一颗恒星,在大约50亿年后,太阳在氢元素燃烧的差不多之后,会继续燃烧氦元素(氦闪),这个过程太阳的外层会膨胀,成为巨大的红巨星。

红巨星体型巨大,会把靠近恒星的行星吞噬熔化。而远离恒星的行星,比如我们太阳系的火星木星土星,就能幸免于难,逃脱红巨星的吞噬。

红巨星阶段过后,仍然可以围绕着白矮星公转。

结局为中子星或者黑洞的行星命运

中子星和黑洞都是超新星爆发的产物,所以合在一起讨论不影响结论。

中子星和黑洞是大质量恒星的稳定产物,它们一般质量大于8倍太阳质量。

超新星作为中间产物,堪称宇宙生命的杀手,地球的第一次生物大灭绝,即距今4.49亿年前的奥陶纪生物大灭绝或许就是超新星爆发产生的伽马射线暴导致的。

当超新星爆发,几秒内释放的能量比太阳倾尽一生(100亿年)产生的能量还多,围绕恒星公转的行星一般而言通通会被炸碎毁灭掉,整个类似太阳系的奥尔特云也会分崩离析。

超新星爆发后,产生的中子星或者黑洞一般再无行星绕其公转

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科学新视野


恒星死亡后,它携带的行星是什么命运?

要知道这个问题首先要知道恒星的生命旅程。

基本上来说恒星分为巨大,大,中,小四类,他们都是在星云中诞生的,所有的恒星都会随着聚合反应的加剧会经历形成,稳定,坍缩,膨胀这几个过程。不同的是巨大和大型恒星会发生超新星爆炸,巨大的会形成黑洞,大型的会形成中子星。中子星会继续发光数十亿年并最终熄灭,而黑洞的寿命我们目前不得而知。而中型小型恒星则会在膨胀后再次收缩成为白矮星或者褐矮星,它们的寿命也很长,但最终也会熄灭。

在膨胀和爆炸的过程中恒星会毁灭周边绝大多数行星,少数距离非常远的行星未受波及也会随着恒星爆炸的威力或者引力的减弱被抛向宇宙深空,最终形成永久冰封的孤儿行星。

其实孤儿行星或者孤儿恒星在宇宙中非常常见,都是由古老星系或者恒星爆炸而形成的。



冰65774307


其实行星的命运并不是确定的,而是会有很多结局。我们以太阳系为例,来看看太阳系的行星们的结局会是什么。

太阳系的命运

按照目前主流的理论星云假说,太阳起源于分子云的引力坍缩,在引力的作用下,分子云形成了恒星胚胎,由于引力作、隧穿效应、恒星核心的核聚变反应被点燃。我们要知道的是太阳的质量占据了整个太阳系的99.86%。因此,其他行星只是太阳在形成过程中留下的边角碎料,在引力的作用下逐渐形成的。

当太阳的核聚变反应被点燃之后,太阳就进入了主序星时期。在主序星时期,太阳都相对比较稳定。不过,由于核聚变反应会亏损大量的静止质量,这些亏损的静止质量其实是以能量的形式向外辐射,所以太阳整体的质量是一直在下降的,不过整个主序星时期,太阳的质量亏损不到1%(这是由核聚变反应的特点所决定的)。由于太阳是依靠自身引力和核聚变向外的压力实现动态平衡的,所以质量亏损伴随的结果是太阳对自身核聚变的控制力下降。

因此,太阳内核的核聚变反应会越来越不受控制,辐射强度会增加。同时,行星们也在以极其微小的距离远离太阳,拿金星和地球来说,这个远离的距离每年都不到5厘米。相对于它们和太阳之间的距离来说,是可以被忽略不计的。

当然,主序星临近结束时,也就是太阳内核的氢快烧完的时候,由于辐射层隔绝了太阳的内核和对流层,这就会让太阳外部的氢无法进入到内核,氢也就充不上

而之前太阳的核聚变主要是让氢通过核聚变反应形成氦-4。所以,此时的太阳核心主要是氦,太阳点燃氢的核聚变需要的温度是1500万度,但是点燃氦则需要达到1亿~2亿度左右。因此,

当氢烧完时,氦的核聚变反应并不能够被点燃

这时,太阳就会膨胀起来,但这里要注意的是,太阳是外层膨胀了起来,而内核其实是在引力的作用下开始压缩,压缩使得核心的温度开始上升,直到达到氦的核聚变反应。于是,太阳再次被点燃,此刻也就开始在烧氦,产物就是碳和氧。

在太阳变成一颗红巨星时,其实水星和金星都会被太阳外层吞没,而地球大概会在当时太阳的大气外层的位置

,随着氦的进一步燃烧,引力对外层的束缚能力更差,这时地球会完全置身于太阳的大气当中

当氦也烧完后,太阳核心会进一步收缩,直到核心变成白矮星

此时的质量仅为初始太阳质量的80%。至于外层,还会继续扩散,成为行星状星云

因此,这个时候其实对于行星的引力会大幅度锐减,还存在的火星以及意外的行星轨道都会发生大幅度的变化。至于地球,目前我们并不知道地球具体会有什么结果。

此后,白矮星“太阳”并不会在继续核聚变反应,等着慢慢凉透。不过,它还是会刮出剧烈的恒星风。至于,火星以及以外的行星,或许还绕着白矮星“太阳”继续转着。但也有了能会有以下的宿命:

  • 被宇宙中的天体撞得粉碎;

  • 被其他路过的恒星顺走;
  • 距离太阳特别远的行星,可能会变成一颗流浪行星;

加上之前被吞没的,也就是说,行星有可能有4种结局。

其他情况

当然,这是太阳系中发生的一切,实际上如果质量特别大的恒星,比如,8倍太阳质量大的恒星,一步步核聚变到铁元素时。

核心的质量还超过1.44倍的太阳质量,就会发生超新星爆炸,

如果是核心小于三倍太阳质量,就会形成一颗中子星。

如果核心大于三倍太阳质量,就会形成一个黑洞

在这种情况下,由于中子星和黑洞对于时空扭曲的能量极其强,并且超新星爆炸的范围极其广,因此,基本上在这类恒星周围的行星,下场都不会太好看。比如:II型超新星的爆发,基本上可以把周围的一切都毁了。


钟铭聊科学


恒星死亡,对于行星本身来说并不一定意味着死亡,但对于行星上的生命来说,意味着死亡!

恒星死亡之后,基本上有三种结果,白矮星(黑矮星),中子星,黑洞。比如我们的太阳在50亿年之后走向死亡就会成为白矮星,而比太阳质量更大的恒星会成为中子星甚至黑洞!

拿我们的太阳来说,走向白矮星的过程也是十分漫长的,当燃料耗尽之后会膨胀成红巨星,然后抛洒外层的物质,只剩下密度很高的内核,这个内核就是白矮星!

太阳成为白矮星后或许只有地球的大小,但密度要比地球高太多,而且仍旧发出微弱的光,但如此微弱的光根本不足以让地球上的生命生存!同时,在太阳走向红巨星的过程中,内行星水星和金星将类吞没,而地球很可能幸免!

即使太阳最终成为白矮星,但由于过程十分缓慢,并且白矮星的质量仍然占据太阳系统治地位,太阳系很可能仍旧会运转,不过会与现在太阳系大有不同,行星的轨道会向外扩展!不过白矮星不会是终点,白矮星最终会成为黑矮星,不过这个过程更加漫长,如今宇宙还没有形成一颗黑矮星!

而对于形成中子星和黑洞的恒星来说,周围的行星很可能慢慢地被中子星黑洞强大的引力捕获吞噬,最终成为中子星黑洞的一部分!


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