其实我们现在已经很清楚太阳是怎么诞生的了。它既有开始也有结束。它的寿命对我们人类来说太长了,即使是质量最大的蓝巨星也有几百万到几千万年的寿命。太阳和我们人类一样,在其生命周期中也会发生微妙的变化。人越老越没精神,而明星恰恰相反,越老越容易暴躁。我告诉你,这10亿年是真的吗?
事实上,在太阳生命结束之前,它会变成一颗红巨星,或者变得大到足以吞没我们的星球,使地球上的生命无法居住。地球何时变得无法居住,部分取决于用于预测恒星生命周期变化的模型,但一般而言,科学家认为太阳的核聚变率会随着时间的推移而增加,太阳会变得更亮、更热大约地球海洋沸腾前十亿年。
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。主序星是恒星内部氢燃烧的阶段,也意味着恒星处于生命最稳定的阶段。恒星之所以能够稳定地进行核聚变而不失控,是因为在主序星阶段,恒星的引力和辐射压力相互平衡,当核聚变缓慢时,压力占上风,这会给恒星提供压力恒星加速其核聚变,核聚变反过来抑制恒星的引力坍缩。对于像我们太阳那么大的恒星,这个阶段会持续80亿年多一点。我们的太阳系现在刚刚超过45亿年,因此太阳的稳定寿命仅过了一半。
太阳快乐地将氢燃烧成氦80亿年。如果这个过程结束,太阳将走出主序星阶段,发生巨大的变化。因为太阳核心的氢耗尽后,只剩下氦,但太阳的温度和密度不足以让氦燃烧。在恒星内部,引力和辐射压力之间的稳定性将被打破。当恒星核心的聚变减弱时,引力将支配恒星使核心坍缩。最后,引力会在一定程度上压缩星核,引发氦聚变,生成碳、氧等元素。一旦恒星核心发生氦聚变,释放出的能量就会将核心的外层吹走,使其膨胀成为一颗红巨星。
核心的压缩过程使恒星的外围区域向外膨胀,核心的核聚变会释放出比以前多得多的能量。恒星体积的膨胀也会导致它的表面变冷,它的颜色会从白色变成红色。因为这颗恒星比以前更亮、更红、更大,我们称这类恒星为“红巨星”。
人们普遍认为,地球作为一颗行星,在太阳膨胀成红巨星后将不复存在。太阳膨胀的表面可能会达到火星现在的轨道,虽然地球的轨道也可能会向外膨胀,因为太阳在红巨星阶段会失去一些质量,但这并不足以阻止地球被太阳吞噬.这个星球将很快瓦解。
当太阳处于主序阶段,我们的地球就会有大麻烦
但是,在太阳变成红巨星,地球被吞噬之前,地球上的生命就会有大麻烦。甚至在太阳完成燃烧氢气之前,太阳对地球来说将变得无法生存。每十亿年,太阳在主序带上燃烧氢,它的亮度就会增加10%。亮度的增加意味着地球接收到的热量会增加。随着地球升温,我们星球表面的水将开始蒸发。
太阳光度比当前水平增加10%听起来并不多,但我们恒星亮度的这种微小变化会对我们的星球造成灾难性影响。这种变化足以改变太阳周围宜居带的位置。“宜居带”被定义为从恒星到行星表面液态水稳定存在的距离范围。如果太阳的亮度增加10%,地球将不再处于太阳系的宜居带。这标志着地球海洋蒸发的开始。届时,火星将处于宜居带,地球上的海水可以直接洗碗。
这里的问题是,并不是阳光直射会使海水沸腾,而是随着海洋迅速蒸发,越来越多的水会存在于大气中,而不是地球表面。水蒸气是一种很大的温室气体,这会对地球造成失控的温室效应,造成恶心循环,大气会吸收更多的热量,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,但非常热。而大气层最高处的水会受到来自太阳风的粒子的轰击,使分子分裂,让水以氢和氧的形式逃离地球的引力场,最终导致地球的水成为完全迷路了。
总结:目前10亿年是一个很好的猜测
有人认为地球变得不适合居住的时间周期短于10亿年,因为地球与岩石、海洋和板块之间的相互作用构造相互作用将使海水更快变干。其他人则认为,由于不同生命形式的不同需求,以及板块构造周期性释放重要化学物质,生命可以存活略长于10亿年。地球是一个难以建模的复杂系统,但作为粗略估计,10亿年似乎是对地球上的生命将持续多久的合理且可靠的猜测。
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