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在几十亿年后,当太阳如科学家们所说成为“红巨星”时,我们的星球以及太阳系会如何?今天,我们通过分析各个情景来回答这个问题,幸运的是,短期内我们不会真的遇到这些事情。
从黄矮星到红巨星
一个红巨星(来自Shutterstock)
这是最可能的理论
在50亿年内,太阳将逐渐转变成为“红巨星”。这看起来是目前我们所提出的理论中最可靠的一个。事实上,在经典的演变过程中,当我们的恒星(目前是“黄矮星”)度过它漫长的青壮年期——主序星阶段,将会自然演化为“红巨星”。这个过程怎样实现呢?当太阳亿岁时(目前太阳为45.7亿岁)时,它将把其核内的所有氢转化为氦气:流体静力学平衡将被破坏。
随后,氦核将收缩并变热。而恒星外壳会将其余的氢融合成氦,外壳逐渐膨胀。最终,太阳将缓慢扩张5亿年,然后又迅速扩张5亿年,我们的恒星将成为红巨星。那时,太阳的直径将比我们当前的太阳大倍,并且明亮倍。这一阶段将持续大约10亿年;太阳在这个阶段将损失其质量的1/3。
对地球的影响
太阳,地球,月球(来自Shutterstock)
在太阳成为红巨星之前的15亿年,地球将不再适合居住。那个时候,太阳将膨胀很多,而光照强度也超出了我们的承受范围。
一旦太阳达到最大尺寸,地球只有采用新的公转轨道离开太阳才能生存,否则它就会被吞没。
对火星的影响
火星上的冰川可能融化(来自Shutterstock)
在火星上,情况可能恰恰相反。目前,火星上只有固态水,因此绝大多数生命形式都很难生存。而当太阳开始红巨星的演变时,火星上的坚冰将融化,迎来生机。
而在那时,这颗红色星球将在数百万年的时间内成为宜居之地,而地球将再次成为生命的荒漠。
对木星卫星的影响
木星的卫星可以作为太阳系生命的庇护所(来自Shutterstock)
木星基本不具有适宜生物出现或生存的特性。但是,另一方面,它的卫星在多年前就已经引起了科学家的注意。
当太阳成为红巨星时,木星的卫星将处于理想的轨道,使其成为完美的生命避难所。Europe是其中最著名的卫星之一,因为它的表面已经开始产生海洋,它可能会是第一个出现生命的木星卫星。
对太阳系其他部分的影响
这颗红巨星可能会吞噬许多行星(来自Shutterstock)
当太阳成为红巨星,它巨大的体积膨胀将吞没水星和金星的轨道。
木卫三,太阳系中最大的卫星,也将有助于庇护生命。对于太阳系的其余部分,随着与太阳的关系改变,某些行星将彻底改变轨迹。
从红巨星到白矮星
白矮星(来自Shutterstock)
红巨星的下一阶段将是转变成“白矮星”,但这将需要时间,并将包括几个阶段。演变将如何继续呢?在红巨星阶段结束时,太阳的氦核将处于简并状态。温度将因氦的收缩而大幅升高,达到1亿开尔文。如此高的温度会融合氦气,并产生碳和氧,这个过程将很快:氦闪,外壳在引力作用下收缩坍塌,这将大大减小其尺寸(最多可失去当前直径的10倍)。
最终,太阳的直径只有0万公里,但亮度将是当前亮度的50倍。然后,它将成为次巨星。然后在短暂的氦聚变阶段(1亿年),太阳将再次变大并变亮。一旦中心的氦气完全转化为碳和氧,它将再次在接下来的万年成为红巨星。
太阳外壳的坍缩(来自Shutterstock)
在此阶段中,第二次生成的红巨星将逐渐“走向死亡”;外部氢聚变壳层与内部氦聚变壳层同时存在,这使得太阳变得非常不稳定:壳层的能量交替变化。然后,这种不稳定的机制将产生强大的脉冲,这些脉冲将吹走外层物质,使太阳失去其质量的一半。被吹走的外部物质将在整个宇宙中扩散,并产生一个超过10,K的由氢,氦和碳组成的行星状星云。
至于太阳,将不再有燃料来抵抗引力,所以其核心将进一步坍缩而形成白矮星。这颗白矮星的大小相当于地球,温度为50,K,发出的辐射光为白色。数十亿年后,白矮星将冷却。一旦温度足够低,太阳将变得完全不可见,因为热辐射太弱。也就是说,我们的太阳将不再发光,变成黑矮星。
对整个太阳系的影响
白矮星以及没有生命的行星(来自Shutterstock)
然后,由太阳外部物质产生的行星状星云将能够产生新的恒星。白矮星将在一段时间内照亮这些物质团,然后熄灭,成为黑矮星,进入漫长沉寂的岁月。
此次关于太阳未来的漫步提醒我们,太阳对于地球所有生命都是至关重要的,但它也总一天将遭受时间的摧残。也许到那时我们将找到在一个完全不同的太阳系生存的方法。
作者:dailygeekshow
FY:Léa
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