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太陽將變成紅巨星? 10億年之后太陽將走向變異之路
時(shí)間:2016-11-03 15:03   來源:川北在線整理   責(zé)任編輯:沫朵
  原標(biāo)題:太陽將變成紅巨星? 10億年之后太陽將走向變異之路
 
  聽起來似乎很驚悚,但這件事科學(xué)家預(yù)測將發(fā)生在10億年之后,具體情況是太陽沒有足夠的燃料進(jìn)行燃燒,于是開始走向它的變異之路。

太陽將變成紅巨星?地球或迎來末日

  據(jù)外媒報(bào)道,在幾十億年之后,太陽將變成一顆紅巨星,其體積之大,足以將地球吞噬進(jìn)去。但是,早在這一事件發(fā)生之前,地球就已經(jīng)不再適合人類居住。 在距離現(xiàn)在大約10億年的時(shí)候,太陽的熱量就足以使地球的海洋蒸發(fā)、沸騰并消失。目前,太陽仍然被歸為主序星,意味著它正處于生命期中最為穩(wěn)定的狀態(tài),在其核心中進(jìn)行著將氫原子轉(zhuǎn)變?yōu)楹さ姆磻?yīng),并創(chuàng)造出能量。

  隨著太陽演變成紅巨星,地球的海洋就將沸騰、蒸發(fā)并消失,變得不再適合人類居住。對(duì)于太陽這樣的恒星,其主序星時(shí)期可以持續(xù)大約80億年多一點(diǎn)。我們的太陽系年齡大約為45億年,已經(jīng)走完了一半以上的穩(wěn)定期。

  經(jīng)過80億年將氫原子轉(zhuǎn)化為氦原子的時(shí)期之后,太陽的下一階段變得有趣起來。由于氫原子已經(jīng)耗光,太陽的核心只剩下氦。問題是太陽核心的溫度和密度都不夠高,無法利用氦原子。在恒星內(nèi)部,引力將所有的氣體拉向中心處。當(dāng)恒星還以氫原子為燃料時(shí),氦的生成會(huì)制造出足夠的外向壓力,平衡引力的作用。然而,當(dāng)恒星核心沒有足夠的燃料時(shí),引力就開始發(fā)揮主導(dǎo)作用。

太陽將變成紅巨星?地球或迎來末日

  最終,引力會(huì)導(dǎo)致恒星向中心壓縮,開始燃燒核心——此時(shí)已經(jīng)充滿了氦,成為惰性的氦核——外圍的氫氣層。氫氣層的燃燒顯著增加了恒星的亮度。同時(shí),由于中心的壓縮,使得恒星外層的部分向外擴(kuò)展,從而使體積膨脹。體積膨脹的程度超過了發(fā)光能力的增加,使恒星表面的有效溫度下降,從而使顏色從白-熱變成了紅-熱。因此,此時(shí)的恒星變得更亮、更紅而且體積更大,我們將其稱為“紅巨星”。

  眾所周知,當(dāng)太陽完全演變成紅巨星的時(shí)候,地球?qū)o法繼續(xù)存在。太陽表面很可能會(huì)擴(kuò)張到現(xiàn)在的火星軌道,盡管地球軌道也可能向外擴(kuò)張一些,但并不足以抵抗太陽的引力作用。屆時(shí)地球?qū)⒈惶柾淌,分崩離析。

  早在地球被吞噬之前,地球上的生命就已經(jīng)迎來末日。甚至早在太陽核心的氫原子耗盡之前,其狀態(tài)也已經(jīng)發(fā)生了顯著的變化。隨著氫的消耗,每10億年,太陽的亮度將增加約10%。亮度的增加意味著地球接收到的熱量增加。隨著溫度升高,地球表面的水將開始加速蒸發(fā)。

太陽將變成紅巨星?地球或迎來末日

  對(duì)太陽來說,亮度增加10%聽起來似乎并不是什么大事,但對(duì)地球生命而言,這就是災(zāi)難性的。10%的能量變化已經(jīng)足以改變太陽系適居帶的范圍。適居帶是指行星系中適合生命存在的區(qū)域,在這一區(qū)域內(nèi),行星表面可以存在穩(wěn)定的液態(tài)水。果太陽亮度增加10%,意味著地球?qū)⒉辉偬幱谶m居帶內(nèi)。地球的海洋將蒸發(fā)殆盡。當(dāng)太陽核心的氫完全耗盡的時(shí)候,火星將進(jìn)入適居帶內(nèi),而那時(shí)的地球表面已經(jīng)因?yàn)闇囟忍咭呀?jīng)無法保持液態(tài)水的存在。

  太陽亮度增加10%,以及其所引發(fā)的地球海洋蒸發(fā),將發(fā)生在大約10億年以后。目前對(duì)于這一過程發(fā)生的快慢還存在爭論。大部分模型認(rèn)為,隨著海洋蒸發(fā),越來越多的水將保存在大氣層中,而不是地球表面。水蒸氣成為一種溫室氣體,吸收更多的熱量,從而導(dǎo)致更多的海水蒸發(fā),直到地球表面最終干涸,水全部存在于大氣層中,但是溫度極高。

  由于大氣層中充滿了水,受到來自太陽高能射線的轟擊,大氣層最頂部的水分子會(huì)不斷分解,以氫原子和氧原子的形式逃逸到太空,最終使地球的水完全消失。目前眾多模型的爭論點(diǎn)在于,地球到達(dá)這一階段的速度會(huì)有多快。有的模型指出,地球?qū)⒃?0億年這個(gè)點(diǎn)之前變得不適合居住,因?yàn)樵诘厍蛏郎氐耐瑫r(shí),巖石、海洋和板塊構(gòu)造的互相作用會(huì)使水分干涸變得更快。還有的模型認(rèn)為,生命或許能夠支撐比10億年更長一點(diǎn)的時(shí)間,因?yàn)椴煌纳问剿璧臈l件不同,板塊構(gòu)造的活動(dòng)也會(huì)周期性地釋放一些關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)。

  那么事實(shí)會(huì)是這樣的嗎?對(duì)于現(xiàn)在的我們來說,一切都太早了。


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