我們真的要去流浪?其實太陽確實會氦閃,但並不是現在

2020-12-03 天文在線

我聽說太陽正在膨脹,那它會炸嗎?如果不會那它能變得多大?

的的確確一直以來太陽都在緩慢的變大、變亮。這是因為在日核(太陽中心區域,半徑約為太陽的25%)中發生的由氫聚變成氦的過程使得太陽核心的氫越來越少。而為了維持穩定的能量產出,日核的溫度和密度就需要變得更高。這就加快了能量向太陽外層的流動,並使外層膨脹(也會使太陽變得稍亮)。

當太陽核心中所有的氫都耗光之後(當然這在近50億年內不會發生),核反應就會停止,但靠近日核邊緣區域的核反應還會繼續。能量產出降低,日核氣體的壓強不足以對抗自身引力,日核就會塌陷,而塌陷的過程又會重新加熱日核。最終日核的溫度達到可以發生氦聚變成碳這一新的核反應的溫度。

而在上面所說的過程中,日核的邊緣發生的氫聚變反應會加熱太陽外層從而使外殼膨脹,但是外殼溫度卻降低了。最終太陽變成了所謂的紅巨星,大到甚至可以吞掉地球。

當日核消耗掉幾乎所有的氦之後,又會重複上面所說的塌陷、加熱、膨脹的過程,不同的是這一次它不能將核心壓縮到更高的溫度而引起新的核反應過程。而日核邊緣處繼續發生的氫和氦的聚變則進一步加熱太陽外層並使其向外膨脹。日核最終塌陷成被稱為白矮星,一種體積小如地球一般,但密度卻非常大的恆星。

白矮星不能通過核反應產生能量,只能慢慢冷卻。而太陽的外層將會飄散變成行星狀星雲(儘管和行星沒什麼關係)然後成為星際物質。行星狀星雲是夜空中所能看到的最美的天體之一。下面這張圖是被稱為「指環星雲」的行星狀星雲,更多的圖片見這裡。

所以太陽是不會爆炸的,但一些比太陽重的恆星確實會爆炸。兩者的不同在於,太陽的質量還不足使其核心達到能讓比氦更重的元素發生聚變的溫度,一些比太陽更重的恆星的核心甚至可以發生聚變產物為鐵的核反應。而有鐵元素的恆星核是不穩定的,這樣的恆星核爆炸便是所謂的超新星爆發。

相關知識

太陽或日是位於太陽系中心的恆星,它幾乎是熱等離子體與磁場交織著的一個理想球體。其直徑大約是1392000公裡,相當於地球直徑的109倍;質量大約是2×10^30千克(地球的333000倍),約佔太陽系總質量的99.86%,同時也是27173913.04347826(約2697.3萬)倍的月球質量。 從化學組成來看,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%。

氦閃是0.8太陽質量(M☉)至2.0M☉的低質量恆星核心,在紅巨星階段非常短暫的熱失控核聚變,有大量的氦經由3氦過程成為碳(預測太陽在離開主序帶12億年後會經歷)。許多罕見的失控氦融合過程也可以在白矮星吸積的表面上進行。由於這些低質量恆星在核心的氫耗盡時,還無法進行氦融合反應來對抗重力,最終會因為氦是以量子力學的簡併狀態壓力在核心支援與對抗重力,而不是以熱壓力阻擋引力坍縮。

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    太陽如果真的發生氦閃,人類會有機會存活嗎?太陽的氦閃真的會發生,只是時間上會非常久遠,大約會在太陽脫離主序星後約12億年後發生,從時間上來看大約是35-40億年左右,當然我們現在無需擔心!不過假如真的像《流浪地球》中所描述的那樣,真的發生氦閃不逃離太陽系人類會有機會生存嗎?也許有兩個計劃可以讓人類文明獲得延續!一、鼴鼠計劃躲避災難?
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    ,行星的生態環境當然也會被瞬間摧毀,地球距離太陽只有1.5億公裡,是根本無法抗拒太陽的氦閃爆發能量的,這就是如今即將上映的電影《流浪地球》的劇情前提。其實太陽在發生氦閃之前,體積就會不斷變大,從現在的時間來看的話,大約在15億年後太陽的體積就會不斷變大,這是因為它內部氫元素變少氦元素增多的緣故,不過其變大的幅度並不大,再經過15~35億年,太陽的氦閃現象才會發生。
  • 太陽氦閃後會增大數百萬倍,為何會發生氦閃,氦閃後為何會膨脹?
    也就是說太陽的體積大概是地球體積的130萬倍,就算是把太陽系中所有的天體都投入太陽,對於太陽來說也不過就是吃了一口烤麵筋,絲毫沒有壓力。現在的太陽已經很大了,但未來的太陽還會更大,因為在太陽發生氦閃之後,體積還會增大數百萬倍。
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  • 太陽如果真的發生氦閃,人類會有機會存活嗎?
    首先給出結論,如果以目前人類的科技,太陽如果發生氦閃,人類完全沒有生存機會,不過不用擔心的是,在幾年甚至幾百幾千年之後,太陽都不會發生氦閃,這個你儘管放心。下面從什麼是氦閃、太陽氦閃可能發生的時間、氦閃發生的過程來為題主詳細解答。什麼是氦閃
  • 太陽會發生氦閃嗎?太陽發生了氦閃地球會怎樣?
    在氦元素被點燃的一瞬間,氦閃便會發生了。氦閃是一種極為強烈的天體活動,所釋放的能量是非常巨大的。要想對氦閃釋放的能量有一個具體的認知,我們可以通過比較的方式來進行說明。以太陽為例,太陽是我們最熟悉的恆星,也是太陽系中唯一的一顆恆星,太陽每時每刻都在進行氫核聚變。
  • 太陽的氦閃聽說要幾十億年後爆發,《流浪地球》設定在400年後?
    太陽在膨脹為紅巨星的過程中,確實會有一個瞬間完成的過程,但它卻不是膨脹成紅巨星,而是正在膨脹成紅巨星的太陽一個「情緒發洩」!而這個過程也是《流浪地球》為什麼要給地球安上行星發動機逃離太陽系的真正原因!它就是0.8倍到2.0倍太陽質量之間的恆星氦閃,這個過程發生在氫元素即將耗盡但內核所積累的溫度尚未到達氦元素燃燒的階段,正在外層向中心坍縮慢慢累積溫度,一旦到達氦元素聚變的溫度,中心部位積聚的大量氦元素將會發生短暫而又劇烈的燃燒過程!這個其實有點像超新星爆發,但其能量又不足以炸散恆星外層氣殼,可以說類日恆星中最為劇烈的太陽活動了!
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    電影情節取自劉慈欣的小說《流浪地球》:在遙遠的未來,太陽面臨死亡,地球不再安全,於是人類決定帶著地球前往新的家園——比鄰星。這部電影中有許多硬科幻情節,比如:在未來,太陽真的會爆炸嗎?人類為何要飛向比鄰星?
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    在《流浪地球》中,我們看到是整個地球被行星發動機推動著在星際中飛行。其中的背景是太陽將發生氦閃,而前往比鄰星的路途遙遠,需要地球龐大且完整的生態系統,人類才能長期生存下去。並且在抵達目的地時,進入宜居地帶就可以了。
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