太阳还能燃烧多久?
太阳是我们赖以生存的能量源泉。如果没有太阳,地球上的人类、动物和植物都 无法生长,我们美丽的地球将会一片死寂。太阳如同火焰,带给人类温暖和光明,从 古至今被视为至高无上的象征。太阳会有衰老死亡的一天吗?它的未来将会如何?在宇宙中,太阳是离地球最近的恒星。 其核心温度高达1500万~ 2000万℃,每 秒都有6亿多吨的氢聚变为氦,每四个氢原子核在这一过程中聚变为一个氦原子核, 太阳也就因此向外辐射出一小部分的能量。地球植物的生长和光合作用,煤、石油等 矿藏的形成,大气循环、海水蒸发、云雨生成等等,均源于太阳的活动。 10亿年来, 地球的温度变化很小,不超过20丈。这是太阳稳定活动的证据,...全部
太阳是我们赖以生存的能量源泉。如果没有太阳,地球上的人类、动物和植物都 无法生长,我们美丽的地球将会一片死寂。太阳如同火焰,带给人类温暖和光明,从 古至今被视为至高无上的象征。太阳会有衰老死亡的一天吗?它的未来将会如何?在宇宙中,太阳是离地球最近的恒星。
其核心温度高达1500万~ 2000万℃,每 秒都有6亿多吨的氢聚变为氦,每四个氢原子核在这一过程中聚变为一个氦原子核, 太阳也就因此向外辐射出一小部分的能量。地球植物的生长和光合作用,煤、石油等 矿藏的形成,大气循环、海水蒸发、云雨生成等等,均源于太阳的活动。
10亿年来, 地球的温度变化很小,不超过20丈。这是太阳稳定活动的证据,这也为生命的孕育、 演化打下良好基础。太阳上的氢聚变反应 至今为止已经历了几十亿 年,从不间断。氢持续减少, 氦不断产生,太阳的未来 是怎样的呢?恒星演化理论诠释了 “主星序阶段”,即从恒 星中心核内的氢开始燃烧 直至全部生成氦。
恒星在 这个阶段上称为“主序星”。 各恒星体根据各自质量在 主星序中存在的时间是不 同的。天文学家爱丁顿发 现恒星体的质量与它为抗 衡万有引力而产生的热量 成正比;星体膨胀速度与 产生热量成正比。
产生的 热量越多,星体膨胀速度 越快,相应地留在主星序 中的时间越短。太阳现在 就处于主星序阶段,科学 家计算,太阳最多有100 亿年左右的时间停留在主 星序阶段,至今为止它已 有46亿年处于这一阶段 了。
大于太阳15倍质量的 恒星只能在主星序阶段停 留1000万年,相当于1/5 太阳质量的恒星则可以存 在长达1万亿年之久。恒星漫长的青壮年 期——主星序阶段一旦度 过,进人老年期就会成为 “红巨星”。
在这个阶段,恒星将膨胀到大于本来10亿倍的体积,因 此被称为“巨星”;之所以被加上“红”, 是由于随着恒星迅速膨胀,其外表面越来越 远离中心,温度也随之降低,发出的光也愈 发偏红。红巨星尽管温度降低,光度却增大, 变得极其明亮。
人类肉眼能看到的亮星,就 有许多是红巨星。最为我们熟悉的即是猎户 星座的“参宿四”,其直径为太阳直径的 800倍,达11亿千米。若“参宿四”在太 阳的位置发光,红光会遍及整个太阳系。“主 序星”到“红巨星”的衰变过程,变化不仅氢燃烧层也不断向外扩展。
一旦形成红巨星,它便会发展到恒星演化的下一阶段——“白矮星”。外部区域 迅速膨胀,氦核受反作用力向内收缩,其中物质温度增高,内核温度最终将超过1亿, 引发氦聚变。氦核经过几百万年燃烧殆尽,而恒星的外壳混合物仍然以氢为主。
这时 恒星结构复杂了许多:氢混合物外壳下隐藏着一个氦层,还有一个碳球埋藏在内。这 样,恒星体的核反应更加复杂,其内部温度上升,最终使其变为其他元素。红巨星外 部与此同时也开始急剧地脉动振荡:恒星半径大小不定,稳定的主星序恒星变为多变 的大火球。
火球内部的核反应更加动荡,忽强忽弱恒星内部核心的密度增大到每立 方厘米10吨左右,此刻一颗白矮星便诞生在红巨星内部。白矮星的特征是体积小、亮度低、质量大、密度高:例如天狼星伴星,体积类似地球, 却差不多和太阳一样重!它的密度为每立方米1000万吨左右。
由白矮星的半径和质量, 算出其表面重力差不多是地球表面重力的1000万~ 10亿倍。由于没有热核反应来为单星系统提供能量,白矮星一边发光,温度一边降低。 100亿年的漫长岁月过去后,白矮星将停止辐射而死亡。
躯体会变成硬过钻石的巨大 晶体——“黑矮星”,在宇宙中孤单地飘浮。一些科学家认为,几十亿年后,太阳会在快要灭亡时迅速膨胀,所有太阳系内的 星体和星际物质都会被“吞噬”掉。到那时,太阳会剧烈地抖动,大量物质在脉动过 程中被抛人星际空间,而太阳会失掉大部分的质量,其余部分则缩为白矮星。
银河系 中发现的大量变星表明,恒星死亡过程中脉动和质量的抛失极为普遍,一些变星每年 能够抛出等于地球质量的大量物质。一些科学家认为,虽然目前还不太清楚恒星的演化过程,但50亿年后,可以基 本肯定太阳会成为红巨星。
随之地球上的一切生命都会灭亡,地面温度将高于现在 2 ~ 3倍,北温带夏季最高温度会达到1〇〇丈;而地球上的海洋也会蒸发成为一片沙漠。 太阳大概会在红巨星阶段停留10亿年,光度会提高到今天的几十倍;体积也将会极 1大地膨胀,若从地面观察,会看见整个天空都是太阳。
当然“世界末日”距现在还很遥远,但因为提前几十亿年了解这样的“大结局”, 人们不禁会疑惑:“生命的进化必将是一场悲剧,那其意义究竟为何呢?”。收起