虽说太阳还能持续50亿年,但我们只有10亿年的时间了,是真的吗?

科技   2024-09-24 13:49   安徽  

其实我们现在都很清楚,太阳是如何诞生的,它既有开始,肯定有结束。其寿命对我们人类来说是如此的漫长,就算质量最大的那些蓝巨星,它们的寿命也足足有几百万到几千万年之间。太阳也跟我们人类一样,在其生命周期内自身也发生着微妙的变化。人是越老越没有活力,而恒星正好相反,越老脾气越暴躁。下面就说下这个10亿年是真的吗?

确实,在太阳生命末期变成一颗红巨星之前,或者大到足以吞噬我们的星球之前,就会导致地球上的生命无法居住。地球何时会变得不适合居住的确切时间,在一定程度上取决于用来预测恒星生命周期内变化的模型,但总的来说科学家认为,随着时间的推移太阳核聚变速率会增加,太阳会变得更亮、更热,在地球上的海洋沸腾之前,大约有10亿年的时间。

太阳从主序星到红巨星的过程

太阳目前被归类为“主序”星阶段,主序星就是恒星内部燃烧氢的阶段,这也意味着一个恒星处在生命中最稳定的阶段。恒星能够稳定的进行核聚变而不会失控的原因是,在主序星阶段,恒星的重力和辐射压力相互平衡,核聚变慢了压力占上风,会给恒星提供压力,使其核聚变加速,核聚变又会抑制恒星的重力塌缩。对于太阳大小的恒星来说,这一阶段的持续时间略超过80亿年。我们的太阳系现在只有45亿年多一点的历史,所以太阳的稳定寿命才刚刚过半。

太阳在80亿年快乐地将氢燃烧成氦,如果这个过程结束以后,太阳就会脱里主序星阶段发生巨大的变化。因为太阳核心的氢耗尽后,只剩下了氦,但太阳的温度和密度不足以燃烧氦,在恒星的内部,重力和辐射压力之间的稳定性就会被打破,当恒星核心聚变减弱时,重力就会主导恒星使得核心塌缩,最终,引力会将恒星核心压缩到一定程度,就会点燃氦聚变生成碳、氧等元素,而一旦恒星核心发生氦聚变,其释放的能量会将核心外层吹离,导致其膨胀为一颗红巨星。

核心的压缩过程使恒星的外部区域向外扩展,而核心发生的核聚变会比之前释放的能量要多得多,恒星体积的膨胀,也导致它的表面冷却下来,其颜色会从白色变成红色。由于这颗恒星比以前更亮、更红、体积更大,我们把这种恒星称为“红巨星”。

人们普遍认为,地球作为一颗行星,在太阳膨胀为一颗红巨星后将不复存在。太阳膨胀的表面可能会到达火星目前的轨道,虽然地球的轨道也可能会向外扩张,因为在红巨星阶段太阳会损失一部分质量,但这不足以使地球免于被太阳吞噬的可能,届时我们的星球将迅速的解体。

太阳在主序星阶段,我们地球就会遇到大麻烦

然而,在太阳变成红巨星、在地球被吞噬之前,地球上的生命就会遇到大麻烦。甚至在太阳完成燃烧氢之前,太阳也会变得让地球无法生存。太阳每在主序上燃烧氢10亿年,亮度就会增加10%。亮度的增加意味着地球所接收的热量就会增加。随着地球升温,我们星球表面的水将开始蒸发。

太阳光度在目前水平上增加10%听起来并不算多,但我们恒星亮度的这一微小变化将对我们的星球造成灾难性的影响。这种变化足以改变太阳周围的宜居带的位置。“宜居带”的定义是:恒星到液态水在行星表面稳定存在的距离范围。如果太阳的亮度增加10%,地球将不再太阳系宜居带的区域内。这标志着地球海洋蒸发的开始。到哪个时候火星的位置将处于可居住带,而地球上的海水直接就可以涮菜了。

这里有个问题是,并不是说太阳光直接就能让海水沸腾,更确切地说,随着海洋的快速蒸发,越来越多的水将存在于大气中,而不是在地球表面。水蒸气是很好的温室气体,这将起到地球上失控的温室效应,造成恶心循环,大气会吸收更多的热量,并导致越来越多的海洋蒸发,直到地面基本干燥,虽然大气中充满水蒸气,但温度极高。而且大气中最高部分的水将受到来自太阳风粒子的轰击,这会使分子分裂,让水以氢和氧的形式逸出地球引力场,最终使地球上的水彻底流失掉。


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