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?

2020-12-05 騰訊網

從古至今,太陽在人們心中的形象都是無比崇高的,而事實上地球生命能夠孕育發展也完全依賴於太陽,可以說地球生命所需的全部能量本質上都是由太陽所提供的。

太陽是太陽系中唯一的恆星,也是太陽系中個頭最大的天體,雖然太陽系中各種天體眾多,但和太陽相比都不值一提。太陽系擁有八大行星、173顆行星的衛星、大量的矮行星、小行星帶以及柯伊伯帶中數不勝數的小行星以及其它天體,然而這眾多的太陽系天體加總在一起,只佔據太陽系物質重量的0.14%,而剩下的99.86%全部被太陽所獨佔,也正因為如此,太陽才能夠以其強大的引力將太陽系中的所有天體牢牢束縛,使其有序運行。太陽的質量如此巨大,體積自然也就不會小,不過作為一顆恆星,太陽並不是一種密度很高的天體,所以它的體積並沒有它的質量這麼誇張,但也差不多少。

雖然太陽的密度不是很高,但它的直徑也達到了139萬公裡,而地球的直徑還不到1.28萬公裡。

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。

這聽起來有些不可思議,但這種事情在宇宙中卻是家常便飯,此時此刻在浩瀚的宇宙之中,不知道有多少恆星正處於生命的末期,經歷著從氦閃到膨脹的過程。那麼太陽以及與太陽類似的其它恆星為什麼會發生氦閃呢?這還要從恆星的燃燒方式說起。

太陽的光和熱完全來源於太陽內部的氫核聚變。

雖然我們所看到的太陽光芒來自於太陽的外圍,但氫核聚變發生的區域卻不在太陽外圍,而是在太陽的內部。氫元素在太陽內部的高溫高壓的作用之下產生聚變反應,並生成氦元素,與此同時釋放出巨大的能量,並向外輻射。

然而氫元素聚變生成的氦元素並不會一同擴散到太陽的外圍,它們被太陽外圍的輻射區所阻擋,於是這些在聚變過程中生成的氦元素就在太陽的內部不斷堆積。起初,這些在太陽內部越積越多的氦元素只是靜靜的呆著,但隨著氫核聚變的進行,太陽內部的壓力和溫度都逐漸升高,終於有一日,壓力和溫度達到了臨界值,於是氦元素被點燃了,氦核聚變開始了,由於氦元素在太陽內部長期堆積,所以在氦核聚變點燃的一瞬間,巨量的能量被釋放了出來,這就是氦閃。

氦閃是一種極為劇烈的天體活動,其在一瞬之間所釋放的能量之大會使近距離行星表面直接氣化,而稍遠一些的行星也會受到極大的影響。

就以地球為例吧,如果太陽發生氦閃,那麼地球雖然不會毀滅,但地球表面的生態環境將會在一瞬之間被摧毀,地球將瞬間從一顆宜居星球變為人間煉獄。這是所有恆星以及恆星附近宜居行星的必然命運,所以任何文明都必須要探索宇宙,要擁有星際航行以及遷徙的能力,這樣才能保證文明的恆存永續。不過我們還有很多時間,因為太陽氦閃是發生在30億年以後,甚至更為遙遠的事情。那麼為什麼太陽在發生氦閃之後,體積會急劇膨脹呢?很多人對於恆星的聚變過程有所誤會,認為恆星上的聚變過程是依次進行的,氫元素耗盡,才會開始氦核聚變,實則不然。

氦閃發生之後,太陽上的氦核聚變被點燃,然而此時太陽上的氫元素也並沒有完全耗盡,所以在氦核聚變的外圍,氫核聚變也在進行著。

核聚變會產生向外的輻射壓,而氫核聚變與氦核聚變疊加在一起,向外的輻射壓大幅增強了,於是太陽的體積就開始急速膨脹,太陽表面的氣殼向遠方擴散。天文學家通過計算,認為太陽的體積最終會膨脹為現在的130萬倍到380萬倍之間,而它的直徑至少將達到1.5億公裡以上。很遺憾,地球距離太陽1.49億公裡,所以膨脹後的太陽必然會吞沒地球軌道,屆時不用說地球生態了,連地球都不復存在了。所以不用想著建立先進的地下城躲避氦閃,因為躲得過氦閃,躲不過膨脹,星際遷徙是所有文明持續發展的必經之路,問題只是以什麼方式遷徙罷了。

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    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。
  • 氦閃是什麼?太陽會發生氦閃嗎?太陽發生了氦閃地球會怎樣?
    氦閃是什麼?氦閃是一種強烈的天體活動,主要發生在恆星的主序星階段末期。那麼恆星為什麼會發生氦閃呢?通過氦核聚變,恆星上的氦元素被聚變成為鋰元素以及更高級別的元素,之後,碳、氮、氧會依次發生聚變,直至鐵元素終止,這是因為鐵元素在聚變的過程中不僅不會釋放能量,反而還會吸收能量,所以比鐵更重的元素是無法在恆星聚變過程中產生的。在這個過程中,恆星會不斷膨脹,體積會增大數千萬倍。
  • 在太陽的生命末期,會出現一種威力巨大的天體活動,氦閃
    太陽屬於一顆黃矮星,它與其它中等質量的恆星一樣,在主序星階段末期並不會出現超新星爆發的現象,而是會逐漸膨脹為一顆紅巨星,在此之後則急劇坍縮為一顆白矮星。太陽在膨脹為一顆紅巨星的過程中體積會增大上千萬倍乃至上億倍,屆時包括地球在內的離太陽最近的三顆行星都會被太陽所吞噬。
  • 太陽若是發生氦閃,地球將是何下場?
    氦閃為何?氦閃為一種強烈的天體活動,通常發生在恆星的主序星階段末期。我們都知道,恆星是一種可以發光和發熱的天體,而這些光和熱均來自於聚變反應。相較於氫核聚變,氦核聚變所釋放的能量何止狂暴百倍,在氦閃發生的一瞬間,恆星釋放的能量相當於數百萬年氫核聚變所釋放能量的總和,當真無情啊!我們的太陽會發生氦閃嗎?地球又會否受到影響?氦閃是恆星演化的必然階段,太陽也終究有一天會發生氦閃。
  • 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
  • 網友問:如果太陽發生氦閃,那麼在太陽系內哪裡能躲?
    氦閃是恆星在紅巨星時期的一種特殊天文現象,一般發生在0.5~2倍太陽質量恆星上,因為:(1)小於0.5倍太陽質量的恆星,核心溫度永遠無法點燃氦的燃燒,所以不會發生氦閃;>(2)大於2.25倍太陽質量的恆星,核心溫度較高,氦元素可以像氫元素一樣緩慢進行燃燒,也不會發生氦閃。
  • 讓地球「流浪」的太陽氦閃,到底是怎麼發生的?真的有這麼可怕嗎
    什麼是氦閃?太陽什麼時候會發生氦閃?太陽是一顆黃矮星,壽命長達百億年,在《流浪地球》中,太陽進入末期時發生了氦閃,這種災難危及了地球。但是實際上的情況是,在氦閃發生前,地球就必須離開了,這是因為在太陽發生氦閃之前,太陽的體積會膨脹到很大,那個時候的水星和金星都已經被吞噬,地球受到的威脅首先是表面膨脹的太陽所帶來的溫度考驗,之後才是考慮氦閃的時候。
  • 地球要在氦閃前去「流浪」,太陽什麼時候氦閃?科學家給出答案
    地球要在氦閃前去「流浪」,太陽什麼時候氦閃?科學家給出答案在宇宙混沌之時,星雲裡面物質包含最多的就是氫,然後氫和其他物質再凝集成各種天體,年輕的恆星就是藉助氫的核聚變來發光發熱。那麼氦閃究竟是什麼呢?由於恆星裡面的氫數量也有限,如太陽經歷幾十億年的燃燒都是氫在進行核聚變,待到氫被消耗的差不多了,接著就是氦,而氦元素在聚變成碳的過程中會產生巨大的爆炸,釋放出強大的能量,這個過程便是氦閃。質量是太陽的0.8至2倍的恆星躲不過氦閃的命運,紅矮星燃燒完後則會悄悄熄滅,而8至30倍之間的恆星就會爆炸成中子星,再大於30倍的就會塌縮成黑洞。
  • 如果太陽即將發生氦閃,採用《流浪地球》的方案可行嗎?
    在劉慈欣的小說《流浪地球》中,描述太陽在未來即將發生氦閃,人類將地球改造成「諾亞方舟」逃離太陽系的故事,小說旨在描寫人性和人類面對危機時的態度,所以故事背景存在科學漏洞也是可以忽略的。氦閃是天文學的名詞,我們太陽大約在50億年後,會逐漸進入紅巨星時期,核心溫度逐漸升高,當溫度升至大約1億度(目前1500萬度)時,太陽內部的氦元素將被點燃。
  • 《流浪地球》劇情起因於太陽將發生氦閃,這種事件的威力咋那麼大
    ,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。
  • 《流浪地球》能成真嗎 太陽多久會氦閃 科學家表示慢慢等吧
    不知道在春節期間,大家有沒有抽空去上一趟電影院,看一看最近大熱的《流浪地球》這一部代表了目前,中國科幻電影最高成就的電影,當然這只是暫時的,誰也不能保證之後會不會有更加優秀的科幻電影出現,《流浪地球》電影改編自劉慈欣的同名小說,劇情方面雖然有很大的不同,但今天在這裡,我們不討論電影和小說的問題
  • 太陽是否會提前氦閃?科學家推測出太陽的「退休年齡」,引人擔憂
    小時候,在我們聽的枕邊故事裡,對太陽的稱謂都是太陽「公公」,也就是說,太陽是爺爺這一輩的。幸好太陽不知道,不然的話估計也會很不服氣,按照地球的年齡算,人家太陽真的還年輕著呢。更何況,按照太陽的「生理年齡」計算,它還正處於壯年時期,正所謂「三十一枝花」,這和成人類狀態,太陽剛好是一票小姑娘追著喊著嫁給他的黃金年齡,剛好不老也不嫩。也就是說,太陽還可以為人類的發展這項事業貢獻力量好多年,我們一點也不用擔心哪天就得開著地球去流浪這種事情。當然啦,居安思危是一種美德。
  • 「鼴鼠計劃」能讓人類文明躲過太陽的氦閃嗎?
    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?
  • 其實太陽確實會氦閃,但並不是現在
    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。
  • 天狼星將來會發生氦閃成紅巨星,對我們有影響嗎?它的伴星更恐怖
    由於天狼星A的質量較大,天文學家們分析認為它的壽命只有17.5億年左右,如今它處於A 型藍矮星的早期階段,已經走過了數億年的歲月,所以在10多億年後天狼星將會發生氦閃並暴漲成紅巨星,這種現象並不會影響我們的太陽系,也不會影響地球生命,但那這個時候的天狼星B這顆伴星卻成了一個危險的存在,因為它有可能會吸收變成紅巨星的天狼星上的物質,質量達到錢德拉-塞卡極限(1.44
  • 「氦閃」可產生鋰元素
    其實,絕大多數鋰的起源可以追溯到同一個事件——那就是約138億年前發生的宇宙大爆炸,即宇宙起源。鋰是目前已知在宇宙早期大爆炸中最早產生的3種元素之一,另外兩種是氫和氦。一直以來,鋰元素是連接宇宙大爆炸、星際物質與恆星的關鍵元素。所以,對鋰元素的研究是宇宙與恆星演化的重要課題。
  • 流浪地球中的氦閃還有太陽發展變化的原理有什麼奧秘?
    黑體輻射另一個很違反常識的事實是,紅巨星膨脹後光度增加,但是溫度反而降低了。因為恆星膨脹時表面積也明顯增加了,所以雖然釋放的總能量增加,但是平均每個單位面積放出的能量反而降低了。對於質量超過太陽2倍的恆星,它們的核心足夠大,單靠收縮就足以產生1億度的高溫,所以它們不存在氦閃現象。對——到這裡,我終於要說到氦閃了。
  • 假設太陽真的發生氦閃,不適合生存了,比鄰星真的是好選擇嗎?
    文/濤聲依舊假設太陽真的發生氦閃,不適合生存了,比鄰星真的是好選擇嗎?相信大家都已經看過春節時期最火熱的電影《流浪地球》了,作為一部科幻電影,它很好的迎合了中國人的口味,而這部電影也給人們帶來了更多的思考,思考人類的生存問題,如果未來太陽發生氦閃,太陽系不適合人類生存了,比鄰星真的可以作為選擇嗎?
  • 太陽氦閃,用流浪地球電影中的方法能拯救人類嗎?
    ,但實際上這一事件的發生應該還需要30~50億年的時間,在氦閃發生的一刻,太陽將於一瞬間釋放相當於數百萬年中的核聚變能量,這樣的能量爆發是地球無論如何都承受不起的,它會於一瞬間把地球的海洋全部蒸發,地面都燒成熔巖,遑論地球表面的生態環境和生命物種了。
  • 太陽發生氦閃時,真的能氣化地球嗎?
    氦閃是中小質量恆星在紅巨星時期發生的氦燃燒現象,每次氦閃的持續時間只有幾秒鐘,但釋放能量是正常恆星的數千億倍,如果那時候地球還存在,氣化地球也不是不可能的事!