太陽的生命周期,太陽死後會消亡嗎?

2020-12-05 H的宏觀世界

太陽是太陽系的中心天體,佔有太陽系總體質量的99.86%。太陽系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等都圍繞著太陽公轉,而太陽則圍繞著銀河系的中心公轉。

太陽是位於太陽系中心的恆星,太陽直徑大約是1392000(1.392×106)千米,相當於地球直徑的109倍;體積大約是地球的130萬倍;其質量大約是2×1030千克(地球的330000倍)。從化學組成來看,現在太陽質量的大約四分之三是氫,剩下的幾乎都是氦,包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少於2%,採用核聚變的方式向太空釋放光和熱。太陽的壽命大致為100億年,目前太陽大約45.7億歲。 在大約50至60億年之後,太陽內部的氫元素幾乎會全部消耗盡,太陽的核心將發生坍縮,導致溫度上升,這一過程將一直持續到太陽開始把氦元素聚變成碳元素。雖然氦聚變產生的能量比氫聚變產生的能量少,但溫度也更高,因此太陽的外層將膨脹,並且把一部分外層大氣釋放到太空中。當轉向新元素的過程結束時,太陽的質量將稍微下降,外層將延伸到地球或者火星目前運行的軌道處(這時由於太陽質量的下降,這兩顆行星將會離太陽更遠)。

太陽變為白矮星之後又會怎樣呢?

我們先來介紹下什麼是白矮星:白矮星是演化到末期的恆星,主要由碳構成,外部覆蓋一層氫氣與氦氣。白矮星在億萬年的時間裡逐漸冷卻、變暗,它體積小,亮度低,但密度高,質量大。因為它的顏色呈白色、體積比較矮小,因此被命名為白矮星

恆星變成白矮星後又會變成怎樣呢?

白矮星形成時的溫度非常高,但是因為沒有能量的來源。因此將會逐漸釋放它的熱量並解逐漸變冷 (溫度降低),這意味著它的輻射會從最初的高色溫隨著時間逐漸減小並且轉變成紅色。經過漫長的時間,白矮星的溫度將冷卻到光度不再能被看見,而成為冷的黑矮星。但是,現在的宇宙仍然太年輕 (大約138億歲),即使是最年老的白矮星依然輻射出數千K的溫度,還不可能有黑矮星的存在。

黑矮星 (Black dwarf) 是類似太陽質量大小的白矮星(或質量較小的中子星)繼續演變的產物,其表面溫度下降,停止發光發熱。黑矮星是理論上估計未來將會出現的天體﹐指質量大致為一個太陽質量或更小的恆星最終演化而成的天體﹐它處於冷簡併態﹐不再發出輻射能。由於一顆恆星由形成至演變為黑矮星的生命周期比現今宇宙的年齡還要長,因此現時的宇宙並沒有任何黑矮星。 假如現時的宇宙有黑矮星存在的話,偵測它們的難度也極高。因為它們已停止發出輻射,即使有也是極微量,且多被宇宙微波背景輻射所遮蓋,因此偵測的方法只有使用重力偵測,但此方法對於質量較小的星效用不大,這個問題在於偵測到了一顆和白矮星大小相仿的不發光星體,以現有技術很難區分它是行星還是黑矮星。

白矮星會冷卻到無法發光,成為黑矮星。但是目前普遍認為宇宙的年齡(大約138億年)不足以使任何白矮星演化到這一階段。經過一百億年的漫長歲月,年老的白矮星將漸漸停止輻射而死去。它的軀體變成一個比鑽石還硬的巨大晶體黑矮星可能將永存。 而且只要宇宙沒毀滅,這種黑矮星可能就會一直存在下去。

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    我們人類非常喜歡一個詞語,那就是「永恆」,但是「永恆」只存在於文化概念中,在科學概念中「永恆」兩個字並不存在,因為所有的事物都處在不斷的變化之中,任何事物都有消亡的一天,包括我們人類賴以生存的太陽,它也是有生命周期的,也會有消亡的一天。
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    大約50億年後,我們的太陽也將會遭受到同樣的命運。當氫氣耗盡時,它的生命將會發生戲劇性變化。太陽會開始膨脹,變成一個紅色「巨人」,然後,它的「身體」會被撕成碎,變成一個白矮星。但是,太陽死後會是什麼樣子呢?恆星的壽命取決於它的大小。
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    我們在天空中看到的每一顆星星,包括太陽,總有一天會消亡。我們的太陽目前通過在其核心將氫聚變為氦來為自己提供動力。這是一件好事,因為聚變過程提供了所有熱、光和溫暖。但是,太陽最終會耗盡燃料。請注意,太陽中仍然會有大量的氫,但它不會深入核心。由於沒有能量來源來抵消不知疲倦的重力,太陽將收縮。
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    還有些不明真相的吃瓜群眾則表示,新周期到底是啥意思?難道地球又要開始新一輪的物種進化嗎?其實關於這個太陽活動的周期,指的是太陽在一段時間之內,會發生包括黑子及耀斑等一些現象。這個周期一般是11年的時間,短的是9年,多的能達到14年。如今太陽已經進入第25周期。
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  • 當太陽走到生命盡頭時會發生什麼?人類能活到那一天嗎?
    太陽生命的盡頭會發生什麼?這是一個非常遙遠的事情,但是我們仍然對此好奇,那麼當太陽走到生命盡頭時會發生什麼?人類能活到那一天嗎?太陽會成長到現在的成倍大小,它會撞擊水星和金星,甚至可能撞擊地球,吸收它。當然,在這一點上,每個人,也許所有的東西都將死去。當太陽開始耗盡它的最後一部分氫時,它所釋放的熱量將顯著下降,使地球進入冰河期,而後地球會進行數百萬年或數十億年的持續升溫。
  • 太陽的熱量會枯竭嗎?
    太陽給予我們巨大的光輝,促進了地球上生命的生長和演變。它為我們驅走嚴寒,帶來光明,為我們的生長帶來了不可或缺的能量。這巨大的能量相當於1000億噸煤完全燃燒後釋放的總量,可以說,太陽是在不斷燃燒著自己。那麼,如此巨大的能量是從何而來的呢?如此巨大的消耗會有枯竭的一天嗎? 19世紀,德國著名科學家亥姆霍茲用引力收縮理論來解釋太陽能量的產生。
  • 太陽未來會是變成白矮星、中子星還是黑洞,太陽系會消失嗎?
    圖1 太陽的生命周期2006年8月24日第26屆國際天文聯會通過第5號決議,將冥王星劃為矮行星 ,自行星之列中除名。原九大行星變為八大行星——水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。圖2 太陽系行星在圍繞太陽旋轉恆星一般是如何演化的一般來說,恆星的演化過程就是研究恆星誕生到消亡的全過程,主要包括恆星的誕生、成長、成熟、衰老、消亡的全過程。
  • 太陽活動的第25個周期已經來了,地球會進入小冰河時代嗎?
    而對於地球來說,太陽最重要的作用則是它帶給我們的光和熱,對於一顆生命星球來說,沒有光和熱是無法生存的。地球能夠成為一顆美麗的生命星球,最大的功臣就是恆星太陽。太陽內部時刻進行著核聚類,將產生的輻射能量不斷釋放出來,我們在地球上看太陽是無法直視的,它太耀眼了。只有在黃昏的時候,太陽的光芒和亮度才會減弱很多,不再那麼刺眼。
  • 如果我們的太陽變成了一顆黑矮星會怎樣?
    每一顆恆星都有一個消亡日,但它們不會就這麼枯竭直至漆黑一片。那些比我們的太陽至少大十倍的巨型恆星,會發生超新星爆發,然後坍縮成中子星。藝術家對超新星爆炸的再現 圖片來源:ESA / Hubble / L.
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    距今大約80億年之後,太陽的熱量將讓整個冥王星軌道內的天體都變得高溫不堪,難以讓生命生存。卡爾滕內格表示:「精確的數據取決於太陽損失質量的速度以及行星軌道的變化情況。」擔憂一個信息是明確的,那就是太陽系最終將有一天變得不再適宜生命生存。