太阳死去地球会变成什么样?不要怕!海王星会庇护人类
2016-04-18 11:21:00   来源:环球网
内容摘要
与万事万物一样,恒星不断产生,繁盛,然后死亡。我们赖以生存的太阳也不会是例外,而当太阳走向死亡之时,我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作用下被炙烤,然后蒸发。

当我们赖以生存的太阳走向死亡之时,我们生活的地球也将随之消亡。这或许不是你想听到的故事,但如果你现在就想出门去找地方办理一份“恒星死亡保险”的话,请先等一等,因为时间还很长——这样的情景要发生,至少是在70-80亿年之后。

相比之下,全部的人类历史加起来也只不过是这个时间长度的一个零头。如果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发生的事。这样的对比能够最生动地表现我们人类自身面对宇宙的渺小和卑微。

 

太阳的青年时代:氢的燃烧

那么当太阳最终迎来生命的终结,将会发生什么?要想回答这个问题,我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质成分是氢气和氦气,以及少量其他元素。气体本身拥有质量,因此如果你将足够多的气体放在一起,它们会在自身重力的作用下发生塌缩过程。这一收缩过程会产生大量热量(在天文学上这被称作“开尔文-亥姆霍兹收缩”)从而造成核心位置气体的加热,直到这些气体发生电离(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,氢原子之间开始引燃核聚变过程,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)。这一过程会以光和热的形式大量释放能量,而这会产生自内向外的扩张力,从而阻止其他进一步塌缩的进行。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足够维持其持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,到那时候,恒星内部的氢燃料几乎已经全部经过核聚变转变成了氦。此时我们的太阳便再也无法产生足够多的能量并产生足够强大的外向压强来对抗自身重力的影响了,于是它将开始在自身重力的作用下继续向内塌缩。然而这一收缩过程产生的热量将不足以像一开始在塌缩过程中引发氢的核聚变过程那样引发氦的核聚变过程。但残留在这个氦核外缘的氢物质将达到足够高的温度并开始发生核聚变,这一过程会产生足够多的热量让太阳继续维持一段时间的相对稳定。

太阳的老年时代:氦的燃烧和地球的毁灭

但随着越来越多氢物质经过核聚变后将氦残渣落入核心,太阳中心位置的氦核越来越大,它开始在自身重力作用下塌缩。这种情况也将释放能量,当然并非经由核聚变的方式,而是简单的压缩产热过程。这一过程产生了额外的光和热,造成这一时期的太阳变得格外明亮。但这股力量也同时造成了太阳的膨胀,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,因为相比现在的太阳,红巨星阶段的太阳因为体积大大增加,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,最外层几乎将抵达1.7亿公里之外,从而将水星、金星和地球全部吞噬。太阳完成向红巨星转化的整个过程大致需要500万年左右,相比恒星的寿命,这几乎可以说是一瞬间的事。

另外,太阳的光度一直在以大约每10亿年增加10%左右的速度持续上升。因此太阳周围的所谓“宜居带”范围也将逐渐发生变化。所谓宜居带是指恒星周围距离适中,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距离太阳0.95-1.37个天文单位(AU)之间。随着太阳光度的上升,这一区域将逐渐向外移动。当太阳最终成为红巨星时,火星在那之前便早就已经被纳入宜居带范围内了。而与此同时地球距离太阳就太近了,它将在与日俱增的太阳光热炙烤下逐渐干涸,海洋将全部蒸发殆尽,水分子将在紫外线作用下被分解为氧气和氢气并全部逃逸到太空之中——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。

 

我们的命运

在地球上的氧气和氢气逐渐消失的过程中,大气中的氮气和二氧化碳将逐渐成为地球大气的主要成分,就像今天的金星大气,尽管我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还有多少火山仍在持续喷发,以及当时地球上的板块运动是否还依然活跃。我们希望我们的后代到那时候已经变得足够强大,也足够有智慧,在这样的命运到来之前便已经全体移民火星甚至是太阳系中其他更加遥远的星球,以便躲过这一灭顶之灾。

但即便我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距离太阳49-70个天文单位处。在这样的情况下,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,太阳系中我们的庇护所或许将是冥王星和其他柯伊伯带天体,彗星或者其他小型冰冻星球。

另外,在2008年的论文中,研究人员指出像太阳这样的恒星会随着时间推移而逐渐丢失质量,主要的途径是太阳风。在这样的情况下,行星围绕太阳公转的轨道半径就会逐渐增加。这样的过程太过缓慢,无法拯救地球被太阳吞噬的命运,但如果海王星也会经历同样的轨道演变,那么海王星系统或许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过程,产生大量热量并最终抵达足够高的临界温度,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,太阳将借助氦聚变维持发光发热,在此过程中产生的“灰烬”则是碳和少量的氧。而一旦氦也被消耗殆尽之后,太阳已经没有其他可以用来维持自身的燃料了。此时塌缩过程将再次启动,太阳核心将收缩成为一颗白矮星。而在此过程中,太阳的外层物质将几乎不受什么明显的影响,因为在那之后由于太阳外层已经膨胀地太过巨大,外层物质已经实际上与内核部分联系很弱了。于是太阳的外层物质便逐渐散去,最终飘散形成一个行星状星云。

由于白矮星的加热机制是收缩产热而不是核聚变,因此一开始它们的温度会很高,表面温温度常常可以达到2.8万摄氏度左右,它们会照亮周围逐渐扩散的星云物质,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,在遥远的将来,一个遥远的外星文明远远地透过望远镜观察曾经的太阳系方向,他们将会看到的或许就是类似指环星云的模样,而我们人类是否仍然存在则不得而知了。

 

太阳会永恒存在吗?

太阳带给我们光和热,给八大行星照耀光芒,但是,太阳会永恒存在吗?

首先我想说说这基本上是不可能的,因为每个恒星都每个恒星的寿命。比太阳小很多的红矮星都会毁灭,太阳为什么不会毁灭呢?

太阳目前是主序星阶段,等到太阳晚年,恒星表面的外壳就会开始向外扩张,它会吞掉水星,金星,地球,火星甚至小行星带。但是即使它吞并了水星,金星,地球,火星和小行星带,这颗红巨星当然也在自我毁灭。

太阳成为红巨星阶段的时候,这个阶段会持续几10亿年左右,然后太阳就会猛烈的超新星爆发。当太阳周围的星云逃逸在太空中时。中心只会剩下一个白色的小球,会发出淡淡的微光,它就是白矮星,这个阶段还能持续几十亿年。

当太阳到白矮星阶段已经有几十亿年的时候,白矮星的外壳又会逃逸到太空里,只剩下一个黑色的小球,这个小球就是黑矮星,它是黑色的,根本不发光,大小和水星差不多。

太阳的未来大概就是这样的,这是理论上能预见的情况。

 

这个星球是个懒蛋,一直躺着转,过一天就是42年

那距离太阳很遥远的大行星中,有一颗很寒冷的星球,它就是天王星。今天我们就来说说这个星球的情况。

天王星是太阳系八大行星中的第三大行星,在土星以外,海王星以内,颜色为海绿色,是个看上去很漂亮的星球。天王星的体积非常大,在太阳系中仅次于木星和土星,相当于60多个地球那么大。

在太阳系中,最与众不同的行星就是天王星了。天王星是我们能用肉眼看到的最远的行星;而且它也是最懒的行星,它总是躺着自转,从不肯站起来,就像人在地上打着滚前进一样,另外,天王星上的昼夜交替和四季变化也十分奇特,它的每一个昼夜都能持续42年才能变化一次,当太阳照射到天王星的一面时,这一区域就处于夏季,而背对着太阳的一面,则处于寒冷的冬季之中;天王星也是一个非常寒冷的星球,它的核心温度在3000摄氏度以下,还没有我们地球的核心温度高;而且它上面的风非常强,是很不适合生命光顾的星球。

人们一直认为土星是太阳系中唯一有光环的行星,其实,天王星也有光环,不过它的光环可比土星,的差远了,天王星的光环非常暗淡,但大小却与土星的环相当。天王星有20条不同颜色的光环围绕在它的身旁,而且在那些亮环之间还夹着不少的细环,环缝中还有很小的填充物。

 

揭秘:70亿年之后太阳真的会毁灭吗?

科学家在距离地球3000光年的地方发现一颗白矮星,这颗白矮星就是70亿年之后太阳的宿命。图中内部泡沫中的蓝色发光物质代表着炽热气体的X射线喷射物,可加热达到200万摄氏度,其热量产生于快速恒星风的冲击波,恒星波相对周围气体达到每秒2400公里。可见光下绿色发光物质是穿过氧气喷射物的温度较低气体浓聚物。

该白矮星位于长蛇星座南部,预计70亿年之后这一情景也会出现在太阳,当其内核耗尽所有氢燃料。天文学家称,70亿年之后太阳将膨胀成为一颗红巨星,逐渐脱落外层物质,之后崩溃成为一颗白矮星,缓慢地降温,最终接近宇宙背景温度。

 

当一颗中小型恒星死亡时,它并不会发生猛烈爆炸,而是平和地逐渐膨胀,将外层物质释放至周围空间,形成美丽的云层结构。

图片显示内部壳状结构边缘与外壳弥漫气体形成鲜明对比,这张图片是双火焰结构,图中内部泡沫的右上角和左下角的红色部分是冷却气体,犹如两团炽热的火焰,这些冷却气体也可通过可见光氦气喷射物中观看到。

万事万物没有永恒,一切都是一个过程,包括你我以及全人类。最终人类也会在宇宙中灭亡,就如太阳也会终结自己的生命一样。

虽然这一理论只是科学家的猜想,但是你见过永恒的东西吗?我们认为宇宙是永恒的只不过是因为,人类的生命太短暂,所以才会有这样的错觉。事物总是会有自己终结的一天,所以太阳的命运会是什么,可以推断的出来。(如需转载,请注明来源自科技世界网)

 

新闻扩展:

海王星第14颗卫星揭开神秘面纱

美科学家算出海王星自转周期 展开探索研究行星属性

科学家在海王星和天王星表面发现液体钻石海洋