10億年後,太陽或將把地球烤乾,生物都將毀滅,人類該怎麼辦?

2021-01-19 怪聞驛站

宇宙之中,沒有什麼東西是永恆的,恆星也是如此,科學家認為恆星的最終命運就是白矮星,白矮星是一種低光度、高密度、高溫度的恆星。因為它的顏色呈白色、體積比較矮小,因此被命名為白矮星。

然而根據錢德拉塞卡極限和奧本海默極限原則,如果低於錢德拉塞卡極限,就會成為白矮星,最後冷卻,成為黑矮星。大於錢德拉塞卡極限的恆星就會從恆星到白矮星再到中子星,若是星體質量超過奧本海默極限(中子星的質量上限),自引力要壓倒中子的簡併壓力,星體將繼續坍縮為黑洞。


根據這個法則,我們可以推算出,在四十億至五十億年之後,我們的太陽也將消耗盡所有的燃料, 屆時會演化成一個臃腫的紅巨星,在這個階段太陽將會變得異常巨大,位於軌道內側的行星會被火球吞噬,地球也未能倖免。

然而科學家經過仔細研究之後發現,在10億年之後,太陽就會摧毀地球上的所有生命,因為太陽是靠核聚變發光發熱,而氫聚變為氦,隨著時間的推移,氦的含量會增加,之對於還沒有經歷3氦過程(3個氦原子核(α粒子)轉換成碳原子核的過程,通常發生在恆星的老年)的太陽來說,氦是惰性物質,是雜質,對氫的聚變反應是有害的,氦會稀釋了核燃料氫,導致燃料質量的下降,並進而引起核聚變功率密度的降低,單位體積產熱減少,(在核心不擴大的情況下)熱壓力不足以對抗重力收縮,於是核心會通過收縮獲得更高的密度、壓力和溫度以對抗重力。


而在恆星內部,引力將所有的氣體拉向中心處。當恆星還以氫原子為燃料時,氦的生成會製造出足夠的外向壓力,平衡引力的作用。然而,當恆星核心沒有足夠的燃料時,引力就開始發揮主導作用。

最終,引力會導致恆星向中心壓縮,核心將塌縮,直到溫度達到氦燃燒的燃點。開始燃燒核心——此時已經充滿了氦,這就是我們剛才說的3氦過程。氫氣層的燃燒顯著增加了恆星的亮度。


這樣的結果就是,每隔10億年,太陽的亮度會增加10%,最終,顏色從白-熱變成了紅-熱。因此,此時的恆星變得更亮、更紅而且體積更大,我們將其稱為「紅巨星」。儘管地球軌道也可能向外擴張一些,但並不足以抵抗太陽的引力作用。屆時地球將被太陽吞噬,分崩離析。

這就意味著,在10億年時,地球會變得越來越熱,因為對太陽來說,亮度增加10%聽起來似乎並不是什麼大事,但對地球生命而言,這就是災難性的。


10%的能量變化已經足以改變太陽系適居帶的範圍。適居帶是指行星系中適合生命存在的區域,在這一區域內,行星表面可以存在穩定的液態水。到那個時候,海洋被蒸發後越來越多的水汽會聚集在大氣中,並形成溫室,加速海水蒸發,最後地球上將滴水不剩,因此地球開始逐漸退出可居住區,隨著地球進入烘烤期,大型生命將逐漸滅絕。,那個時候,地球可能會變成另一顆金星,完全無法生存。

而那個時候,人類有兩個選擇,一個是在太陽系之中,尋找另外一個家園,這個時候火星就是一個很好的選擇,因為火星的軌道更靠外一些,隨著太陽亮度的增加,火星將進入適居帶內。


另外一個選擇就是得益於科技的發展,人類可以進行光年旅行,遷居到其他星系的適宜星球,比如擁有K系矮星的星系。銀河系主要存在三類恆星:G型類日恆星(比如太陽);質量比太陽小、溫度比太陽低的K型矮星;比K型矮星更暗、溫度更低的M型紅矮星。

M型矮星表面溫度更低,宜居帶相對較窄,位於宜居帶內的行星距恆星很近,受到的X射線和紫外線輻射極強,強度可能是地球受到太陽輻射強度的上萬倍。持續不斷的耀斑和日冕物質拋射會拋出大量等離子體和高能粒子,轟擊其行星。並不適合生命的居住。


而K型矮星的壽命從150億年到450億年不等。沒有活躍的磁場產生強X射線和紫外線輻射以及高能爆發,因此,它們爆發耀斑的頻率很低,其行星受到的致命X射線輻射也弱得多。

科學家通過巡天項目發現了一顆名為克卜勒-442b的行星,其繞轉的恆星克卜勒-442就是K系矮星。克卜勒-442b比地球大60%,公轉周期為385天,只比地球公轉周期長5%。

如果一顆行星比地球大10%,它將有更多的表面積來生活。如果它的質量是地球的1.5倍,它的內部將保留更多來自放射性衰變的熱量,將保持更長時間的活躍,並保持更長時間的大氣層。


克卜勒-442b也被認為是最適合人類星際移民的超級地球,不過克卜勒442b距離地球1100光年。除非人類可以實現跨光年旅行,否則就是一個美好的夢。



但不管怎麼樣來說,人類應該要去保護我們的藍色家園,如果我們不去珍惜它,或許等不到太陽來破壞,人類就已經將地球摧毀。


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