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  • 1 # o上知天文o

    我們的太陽不會超新星爆發!

    長遠來說,隨著太陽燒掉它的氫供給,它會變得更熱且更快地燒掉餘下的燃料。其結果就是,太陽每11億年就會更亮10%。在10億年的時間,隨著太陽的輻射輸出增強,它的適居帶就會外移,地球的表面會熱到液態的水無法在地球表面繼續存在。此時地面上所有的生命都將絕跡。從海平面而來的水蒸氣,一種強溫室氣體,可以加速溫度升高,可以潛在地更早地結束地球上的所有生命。這時候可能火星的表面溫度逐漸升高,現在凍結在表面土壤下的水和二氧化碳會被釋放到大氣裡,產生溫室效應暖化這顆行星直到它達到今天地球一樣的條件,提供一個未來的生命的居住場所。35億年後,地球的表面環境就會變得跟今天的金星類似。

    約54億年之後,太陽核心的所有的氫都會聚變成氦。核心將不再支撐得住引力塌陷,將會開始收縮,加熱核周圍的一個外殼直到裡面的氫開始聚變。這將使其外層急劇擴張,這顆恆星將進入它生命中的紅巨星階段。在76億年內,太陽會膨脹到半徑為1.2AU——256倍於它現在的大小。在其紅巨星分支的頂峰,因為巨量增大的表面積,太陽的表面會比現在冷卻很多(大約2600K), 它的光度會增高很多,會達到現在太Sunny度的2700倍。在太陽成為紅巨星的階段,它會產生很強的星風,這將帶走它自身33%的質量。

    當太陽膨脹後,水星和金星差不多一定會被吞噬掉。地球的命運還不是很清楚。儘管太陽會吞噬地球的現在的軌道,這顆恆星的質量損失(既而更弱的引力)會導致行星的軌道向外移動。如果僅僅如此,地球可能會逃離火海,但2008年的研究認為地球還是會因為與太陽附著不緊密的外層潮汐作用而被吞噬掉。在這個時候,柯伊伯帶的冥王星和凱倫,有可能達到可維持生命的表面溫度。

    漸漸地,太陽核心周圍殼裡燃燒的氫將增大核的質量直到達到現今太陽質量的45%。此時密度和溫度如此高以至於氦開始聚變成碳,導致氦閃;太陽的半徑將從約250倍縮至11倍於現在(主序星)的半徑。因此,它的光度會從3000倍跌至54倍於今天的水平,而其的表面溫度則會升至約4770K。太陽將成為一顆水平分支星,平穩地燃燒它核心的氦,大概就像它今天燒氫一樣。氦聚變階段將只持續1億年。最終,它還是得求諸它外層的氫和氦貯備,並且第二次膨脹,變成漸近巨星分支星。太陽的光度會再次升高,達到今天光度的2090倍,並且它會冷卻到大約3500K。這一階段將持續3千萬年,之後,再過10萬年的過程中,太陽的殘留外層將失去,拋射出巨大的物質洪流形成一個光暈(誤導性地)叫行星狀星雲。拋射出來的物質將包含太陽的核反應生成的氦和碳,繼續為未來世代的恆星而富華星際物質以重元素。

    環狀星雲,一個近似太陽將成為的行星狀星雲

    這是個相對平和的結局,跟超新星絕無相似,我們的太陽太小以至於不能進行這樣的演化。若有可能任何現場目睹此事的觀察者都會看到太陽風的風速巨幅增加,但不足以完全摧毀一顆行星。但是,這顆行星的物質丟失可將倖存下來的行星軌道送入混亂:有一部份會相撞,有一部分會從太陽系丟擲去,剩下的則會被潮汐作用撕裂。之後,太陽所剩的就是一顆白矮星,一個非常緻密的天體,有它最初質量的54%,但只有地球大小。最初,這顆白矮星的光度大約有現在太Sunny度的100倍。它將完全由簡併態的碳和氧組成, 但將永遠也不會達到可以聚變這些元素的溫度。因此白矮星太陽將逐漸冷卻,越來越黯淡。

    隨著太陽的死亡,它作用於如行星、彗星和小行星這些天體的引力會隨著它的質量丟失而減弱。如果地球和火星在這時候還生存,它的軌道會大約位於1.85和2.8AU。它們和其它剩餘的行星將成為昏暗、寒冷的外殼,完全沒有任何形式的生命。它們將繼續圍繞他們的恆星,其速度因為距離太陽的距離增大和太陽引力的降低而減慢。二十億年後,當太陽冷卻到6000到8000K的範圍,太陽核心的碳和氧將冷卻,它所剩的90%的質量將形成結晶結構。

    最終,再過萬億年,太陽將完全停止閃耀,成為一顆黑矮星!

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