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太阳神阿波罗活到了中年

作者:邓如山

当太阳的星星走向死亡时,它们将是什么样子的?天文学家和天空爱好者对太阳系的"世界末日景观"产生了好奇心,太阳天文学和太阳物理学长期以来一直是科学家感兴趣的主题,部分原因是太阳的变化关系到地球的命运,而地球的变化则关乎人类的未来。由曼彻斯特大学天文学家领导的曼彻斯特大学天文学家国际团队利用大数据技术的计算机模拟,对太阳系的最终命运给出了更准确的预测,并对太阳最终命运的时间节点提出了三个想法:

首先,太阳的生命周期约为100亿年,而太阳目前正处于"中年"。其次,在大约50亿年后,太阳将演化成一颗发出红色光芒的红巨星,一颗巨大的红星将膨胀,红巨星的边缘将延伸到火星的轨道上,完好无损的地球将被红巨星吞噬。第三,太阳的亮度每10亿年增加约10%,地球的温室效应和太阳辐射的上升将产生叠加效应,当地球的家园不再是人类的宜居之地,地球上的生命将在大约10亿年后不复存在。

太阳大约有46亿年的历史,根据太阳内部核心燃烧的速度,科学家计算出太阳的生命周期,并根据太阳系中其他天体物质的放射性,科学家可以计算出太阳的年龄,这与太阳的年龄相同。太阳在红巨星阶段会经历大膨胀,而在大收缩的快速变化中,死去的太阳会变成白矮星,在白矮星周围形成一个暗行星状星云。

太阳神阿波罗活到了中年

在致命的爆炸中,像太阳这样的恒星将气体和尘埃抛入太空,天文学家称之为"包层",占恒星总物质的一半以上。留在恆星核心的物質繼續燃燒,核心層中的氦質變成碳、氮和氧。当恒星核心球的引力没有进一步刺激核聚变反应时,恒星的"心脏"终于停止了跳动。曼彻斯特大学的天文学家指出,恒星的覆层随着它的延伸逐渐冷却,但恒星的核心球体是如此之热,以至于它给恒星的外层气体带来了长达10,000年的明亮光芒,天文学家认为这是很短的时间。

太阳等恒星在致命的爆炸后留下了各种形状的星云,其中一些是明亮的,在数千亿光年之外看到,其中一些是昏暗和模糊的。行星状星云在可观测宇宙中非常普遍,包括著名的赫里克星云、猫眼星云、环状星云、泡泡星云等等,几乎每个天文学家都有自己喜欢的星云图案。恆星的生產週期不斷變化,行星狀星雲的亮度與不同質量的恆星有關。行星状星云的名字并不是关于行星的。

天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel)在18世纪后期首次发现了这个奇妙的星云,当他通过简单的望远镜观察它时,他看到这个星云与行星的形状相同,并将其命名为行星状星云。天文学家使用星系外星系中明亮的行星状星云来测量系外行星的距离。曼彻斯特大学成立的一个国际天文小组发现,质量是太阳质量1.1倍的恒星在死后会留下一个几乎看不见的行星状星云,我们的太阳也会这样。质量小于太阳质量两倍的恒星在死后会留下一个昏暗的星云;只有质量是太阳质量三倍的恒星才会在死后留下明亮明亮的行星状星云。

与大质量恒星相比,未来的太阳将以相当温和的方式死亡,大质量恒星在超新星风暴中结束生命,无论是进入中子星还是黑洞。当质量有限的太阳变成红巨星时,体积的膨胀不会无限期地持续下去,红巨星的红火将到达火星轨道,届时地球将被"埋在火海中"。在太阳变成红巨星之前,生活在地球上的人类可能已经为外星人制定了"迁徙计划"。据估计,当地面变热,海洋蒸发时,太阳的亮度每10亿年增加10%。人类科学文明可能只需要数百万年就可以开始从地球传播到其他可居住的行星,而不是在十亿年后急于摆脱地球的"逃生计划"。"未来已经到来"指的是数字化、智能化、网络化时代的到来,而不是大规模天文时代的到来。

太阳神阿波罗活到了中年

(编译日期:2018 年 5 月 9 日)

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