不斷膨脹的太陽:是否會爆炸?人類將何去何從

2020-11-23 天文在線

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網友提問:「我聽說太陽是隨著時間膨脹的,那麼它會不會爆炸,如果不會它能變得多大?」

的確,太陽正在緩慢地膨脹,並且正在變得越來越亮。其原因是,當它將氫燃燒成氦時,堆芯中的氫含量逐漸減少。為了使能量產生率保持不變,核心的溫度和密度必須上升。這樣的結果是能量可以更快地流到表面,並使外層膨脹(同時使太陽稍微明亮)。

當太陽的核心氫完全耗盡(未來50億年左右內不會發生)時,核反應將停止,但會在核心周圍的殼中繼續。核心將收縮(因為它不產生能量),且當它收縮時,它將升溫。最終它會變得足夠熱,開始將氦燃燒成碳(一種不同的核反應)。當核心收縮時,周圍燃燒的氫會加熱外層,外層會膨脹,而當外層膨脹時,它們會冷卻。太陽將變成一個被稱為紅巨星的東西,它的半徑將足以包圍地球!

圖解:比較當前作為主序星的太陽和將來成為紅巨星的太陽。

最終太陽核心的氦也會耗盡。當這種情況發生時,核心將再次收縮,但它永遠無法變得足夠熱到可以開始燃燒任何其他元素到任何其他東西。儘管如此,在核心周圍的殼層中仍然會有氦和氫的核反應,這些反應將繼續加熱外層並導致它們向外移動。

核心最終將變成我們所稱的白矮星,這是一顆非常小(大約地球大小)的緻密恆星。白矮星不會產生能量,所以它在發光時會慢慢冷卻。太陽的外層將變成我們所稱的「行星星雲」(儘管它與行星無關),並逐漸漂移到星際介質中。行星狀星雲是你在夜空中能看到的最美麗的天體之一。下圖是環形星雲。

所以太陽永遠不會爆炸(即使更多的大質量恆星能夠爆炸)。不同的是,太陽的質量不足以點燃任何超過其核心氦的東西。更多的大質量恆星繼續燃燒核,直到它們開始製造鐵。這會產生一個不穩定的核心,然後在超新星爆炸中爆炸。

相關天文知識延伸閱讀

地球的生物和地質未來可以根據幾個長期估計的影響來推斷。其中包括地球表面的化學物質、行星內部的冷卻速度、與太陽系其他天體的引力相互作用以及太陽光度的穩定增加。在這個推斷中,一個不確定因素是人類引進的技術的持續影響,例如氣候工程,它可能會對地球造成重大的變化。目前的全新世滅絕是由技術引起的,其影響可能會持續500萬年。反過來,技術可能會導致人類的滅絕,使得地球逐漸回到一個緩慢的進化速度,這完全是由長期的自然過程造成的。

在數億年的時間間隔中,隨機的天體事件對全球生物圈構成了風險,會導致大規模滅絕。其中包括彗星或小行星的撞擊,以及在太陽100光年半徑範圍內發生被稱為超新星的大規模恆星爆炸的可能性。其他大規模地質事件更容易預測。米蘭科維奇理論預測,至少在第四紀冰期結束之前,地球將繼續經歷冰期。這些周期是由地球軌道的偏心率、軸向傾斜和進動的變化引起的。作為正在進行的超大陸周期的一部分,板塊構造可能在2.5億到3.5億年內形成超大陸。在未來15-45億年的某個時候,地球的軸向傾斜可能開始經歷混亂的變化,軸向傾斜的變化高達90°。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.curious- Loria

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