当太阳死去地球会怎么?海王星或成人类呵护故里

2016年4月13日的太阳。只管已经焚烧了45亿年之久，但太阳正值壮年，另有一半的寿命

　　艺术示意图：当恒星收缩为一颗红巨星时吞噬旁边的一颗气态巨行星。太阳也是一般，当太阳成为红巨星时，其体积将大大收缩，将水星、金星和地球吞入其中彻底摧毁

行星状星云NGC 6565，这是一颗恒星殒命后的裹尸布

　　新浪科技讯 北京时间4月18日消息，与万事万物一般，恒星不断产生，繁盛，然后殒命。咱们赖以生存的太阳也不会是例外，而当太阳走向殒命之时，咱们生活的地球也将随之消亡。但地球的消亡将不会是无声无息的，相反，它将在已经成为红巨星的太阳强烈的高温影响下被炙烤，然后蒸发。

　　这或者不是你想听到的故事，但假如你现在就想出门去找地方办理一份“恒星殒命保险”的话，请先等一等，由于时间还很长——这样的情景要产生，至少是在70~80亿年之后。相比之下，全体的人类历史加起来也只不过是这个时间长度的一个零头。假如将地球的年龄浓缩成一天的时间，那么人类的诞生不过是这一天的最后一秒钟产生的事。这样的对比能够最生动地表现咱们人类本身面对宇宙的渺小和卑微。

　　太阳的青年时代：氢的焚烧

　　那么当太阳终极迎来生命的终结，将会产生什么？要想回答这个问题，咱们首先必须弄清楚太阳是如何发光的。恒星形成于巨大的星云之中，这些星云的大部分物资成分是氢气和氦气，以及少量其余元素。气体本身拥有质量，因此假如你将充足多的气体放在一起，它们会在本身重力的影响下产生塌缩进程。这一压缩进程会产生大批热量（在天文学上这被称作“开尔文-亥姆霍兹压缩”）从而形成中心位置气体的加热，直到这些气体产生电离（也就是其原子核中 的电子脱离原子核，成为自由电子，从而导致原子带电）。当达到一定临界条件时，氢原子之间开端引燃核聚变进程，氢原子（各包含一个质子）聚变为氦原子（包 含两个质子和两个中子）。这一进程会以光和热的形式大批释放能量，而这会产生自内向外的扩张力，从而阻止其余进一步塌缩的进行。当这两股力量达到平衡状态时，一颗恒星便就此诞生了。

　　一颗恒星内部的氢燃料充足保持其连续发光发热长达数十亿年的时间。但这些燃料总有耗尽的那天，到那时间，恒星内部的氢燃料简直已经全体经过核聚变转变成了氦。此时咱们的太阳便再也无法产生充足多的能量并产生充足强大的外向压强来对抗本身重力的影响了，于是它将开端在本身重力的影响下继续向内塌缩。然而这一压缩进程产生的热量将不足以像一开端在塌缩进程中引发氢的核聚变进程那样引发氦的核聚变进程。但残留在这个氦核外缘的氢物资将达到充足高的温度并开端产生核聚变，这一进程会产生充足多的热量让太阳继续保持一段时间的相对稳定。

　　太阳的老年时代：氦的焚烧和地球的毁灭

　　但跟着越来越多氢物资经过核聚变后将氦残渣落入中心，太阳中心位置的氦核越来越大，它开端在本身重力影响下塌缩。这种情形也将释放能量，当然并非经由核聚变的方式，而是简单的压缩产热进程。这一进程产生了额外的光和热，形成这一时期的太阳变 得格外明亮。但这股力量也同时形成了太阳的收缩，此时它将变身为一颗红巨星。红巨星的光呈现一种红色色调，由于相比现在的太阳，红巨星阶段的太阳由于体积大大增加，其最外层的表明温度将会相应降低，于是颜色会显得偏红一些。

　　2008年的一项研究显示，当太阳进入红巨星阶段时其半径将变得极其巨大，最外层简直将抵达1.7亿公里之外，从而将水星、金星和地球全体吞噬。太阳完成向红巨星转化的整个进程大致需要500万年左右，相比恒星的寿命，这简直能够说是一瞬间的事。

　　另外，太阳的光度一直在以大约每10亿年增加10%左右的速度连续上升。因此太阳四周的所谓“宜居带”范围也将逐步产生变化。所谓宜居带是指恒星四周间隔适中，因而其地表温度较为适中，允许水以液态形式在行星表面存在的区域范围，目前太阳系的宜居带范围大致是在间隔太阳0.95~1.37个天文单位（AU） 之间。跟着太阳光度的上升，这一区域将逐步向外移动。当太阳终极成为红巨星时，火星在那之前便早就已经被纳入宜居带范围内了。而与此同时地球间隔太阳就太近了，它将在与日俱增的太阳光热炙烤下逐步干涸，海洋将全体蒸发殆尽，水分子将在紫外线影响下被分解为氧气和氢气并全体逃逸到太空之中——在太阳真正吞噬地球之前很长时间，地球便早已成为一片不毛之地。

　　咱们的运气

　　在地球上的氧气和氢气逐步消失的进程中，大气中的氮气和二氧化碳将逐步成为地球大气的主要成分，就像今天的金星大气，只管咱们目前还不能断言当时的地球大气中二氧化碳的浓度会不会达到今天的金星那么惊人。这一问题的答案部分将取决于到那时地球上另有多少火山仍在连续喷发，以及当时地球上的板块运动是否还依然活跃。咱们希望咱们的后代到那时间已经变得充足强大，也充足有智慧，在这样的运气到来之前便已经全体移民火星甚至是太阳系中其余更加悠远的星球，以便躲过这一灭顶之灾。

　　但即便咱们的后代移民到了火星上，这里也并非久留之地。一旦太阳成为红巨星，太阳系的宜居带将向外推移到间隔太阳49~70个天文单位处。在这样的情形下，在今天的海王星轨道可能都会太热而不适合生命生存，到那时，太阳系中咱们的庇护所或者将是冥王星和其余柯伊伯带天体，彗星或者其余小型冰冻星球。

　　另外，在2008年的论文中，研究人员指出像太阳这样的恒星会跟着时间推移而逐步丢失质量，主要的途径是太阳风。在这样的情形下，行星围绕太阳公转的轨道半径就会逐步增加。这样的进程太过缓慢，无法拯救地球被太阳吞噬的运气，但假如海王星也会经历同样的轨道演变，那么海王星系统或者在未来就将能够成为人类在太阳系中的庇护家园。

　　然而这样的状况并不能持久——太阳氦核外圈的剩余氢燃料很快就将耗尽，此时太阳将再次进入塌缩进程，产生大批热量并终极抵达充足高的临界温度，从而开启另一个轮回的核聚变机制——氦聚变。在接下来的大约20亿年内，太阳将借助氦聚变保持发光发热，在此进程中产生的“灰烬”则是碳和少量的氧。而 一旦氦也被消耗殆尽之后，太阳已经没有其余能够用来保持本身的燃料了。此时塌缩进程将再次启动，太阳中心将压缩成为一颗白矮星。而在此进程中，太阳的外层物资将简直不受什么明显的影响，由于在那之后由于太阳外层已经收缩地太过巨大，外层物资已经实际上与内核部分联系很弱了。于是太阳的外层物资便逐步散去， 终极飘散形成一个行星状星云。

　　由于白矮星的加热机制是压缩产热而不是核聚变，因此一开端它们的温度会很高，表面温温度常常能够达到2.8万摄氏度左右，它们会照亮四周逐步扩散的星云物资，在这一阶段，天琴座的指环星云就是一 个很好的案例。这也就是说，在悠远的将来，一个悠远的外星文明远远地透过望远镜观察曾经的太阳系方向，他们将会看到的或者就是类似指环星云的模样，而咱们人类是否仍然存在则不得而知了。（晨风）

转载自:https://tech.sina.com.cn/d/s/2016-04-18/doc-ifxriqqv6130428.shtml

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