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069 太阳会有消失的那一天吗?

科学家发现,太阳对人类的影响远不止光和热,它还决定着人体的生物节律。从古至今,人类对太阳一直充满感激之情,太阳的消失无疑会引起恐慌。但是万物都会有消亡的一天,所以人类必须在接受这个事实的同时探索太阳的消失时间。

太阳是一颗黄矮星(光谱为G2V)。黄矮星的寿命约为100亿年,目前太阳大约是45.7亿岁。在50亿~60亿年后,太阳内部的氢元素会几乎全部耗尽,太阳的核心将发生坍缩,导致温度上升,这一过程将一直持续,直到太阳开始把氦元素聚变成碳元素。

虽然氦聚变产生的能量比氢聚变产生的能量少,但温度却更高,因此太阳的外层将膨胀,并且把一部分外层大气释放到太空中。当转向新元素的过程结束时,太阳的质量将稍微下降,外层将延伸到地球或火星目前运行的轨道处。这时由于太阳质量的下降,这两颗行星将会离太阳更远。

太阳没有足够的质量来爆发成为超新星。它将进入红巨星的阶段,此时期氦核心为抵抗引力而收缩,同时变热;紧挨核心的氢包层因温度上升而加速聚变,结果产生的热量持续增加,传导到外层,使其向外膨胀。

当核心的温度达到1亿摄氏度时,氦聚变将开始进行并燃烧生成碳。由于此时的氦核心已经相当于一个小型“白矮星”,热失控的氦聚变将导致氦闪,释放的巨大能量使太阳核心大幅度膨胀,然后核心剩余的氦将进行稳定的聚变。

从外部看,太阳将如新星般突然增亮5~10个星等(相比于此前的“红巨星”阶段)。接着,体积大幅度缩小,变得比原先的红巨星暗淡得多(但仍将比现在的太阳亮),直到核心的碳逐步累积,再次进入核心收缩、外层膨胀阶段,这就是渐近巨星分支阶段。

太阳继红巨星阶段之后,激烈的热脉动将导致太阳外层的气体逃逸,形成行星状星云。在外层被剥离后,唯一留存下来的就是恒星炙热的核心——白矮星,并在数十亿年中逐渐冷却和黯淡。