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太陽(yáng)死亡后會(huì)變成什么?

2023-07-17 18:34 作者:你好太空2022  | 我要投稿

恒星一生需要經(jīng)歷三個(gè)階段,:星云融合的“原恒星”階段;開(kāi)始?xì)渚圩兒蟮?strong>“主序星”階段,以及氫聚變結(jié)束后“死亡”階段。

(圖:海上日落 來(lái)源:NASA)

而主序星階段會(huì)占據(jù)恒星大約90%的壽命。太陽(yáng)的主序星階段大約會(huì)持續(xù)一百億年,直到所有的氫元素聚變?yōu)楹?,太?yáng)將會(huì)發(fā)生坍縮,它的生命也將走向盡頭。

太陽(yáng)死亡之后會(huì)變成什么,太陽(yáng)系會(huì)有什么變化?

1、吞沒(méi)水星

當(dāng)太陽(yáng)內(nèi)的氫元素全部轉(zhuǎn)化為氦元素,核聚變漸漸平緩,產(chǎn)生的能量也不足以對(duì)抗自身內(nèi)部的引力,太陽(yáng)將走向生命的末期,巨大的引力會(huì)使得太陽(yáng)坍縮

這樣的坍縮會(huì)使它內(nèi)部的溫度再一次升高,壓力也再次增大,直到太陽(yáng)內(nèi)核的溫度和壓力大到足夠氦元素產(chǎn)生聚變,生成碳元素,這時(shí),一顆嶄新的紅巨星就誕生了,它外層的氫元素會(huì)被新一輪聚變產(chǎn)生的能量拋至數(shù)千公里外,直到吞沒(méi)整個(gè)水星軌道。

圖:膨脹的紅巨星吞噬了近軌道行星 來(lái)源:James Gitlin/STScI AVL

2、從紅巨星到白矮星

紅巨星也并不是太陽(yáng)的最終形態(tài),氦聚變的時(shí)間遠(yuǎn)小于氫聚變,當(dāng)所有的氦都變成碳元素時(shí),太陽(yáng)會(huì)再次坍縮,并再次向外拋射物質(zhì),而這一次,它將會(huì)吞沒(méi)整個(gè)地球軌道,這個(gè)過(guò)程大約會(huì)持續(xù)十億年。

之后,太陽(yáng)的外層物質(zhì)被完全噴發(fā),恒星的核心一覽無(wú)遺,它看起來(lái)就像一個(gè)已經(jīng)燃燒殆盡,但仍然熾熱無(wú)比的煤球。沒(méi)錯(cuò),因?yàn)榧t巨星中的氦元素全部聚變轉(zhuǎn)化成了碳元素,因此稱(chēng)它為“煤球”似乎也不為過(guò),而這就是我們所熟知的——白矮星。

圖:白矮星是致密的恒星尸體 來(lái)源:SPACE

3、反常識(shí)的白矮星

盡管白矮星的質(zhì)量與一顆恒星相當(dāng),但經(jīng)歷了長(zhǎng)期的核聚變和巨大的引力引起的坍縮,它的密度非常大,僅有地球大小。恒星的質(zhì)量越大,形成的白矮星密度就越高,因此,白矮星并不以個(gè)頭論英雄,體積越小,白矮星的質(zhì)量反而越大。

坍縮到此,白矮星的溫度和壓力已經(jīng)大到能將所有碳元素的電子剝離,形成帶電的等離子體,這些等離子體之間的電子產(chǎn)生了強(qiáng)大的靜電斥力,對(duì)抗自身引力,使得白矮星免于進(jìn)一步坍縮。

它們會(huì)在此后數(shù)億年里逐漸冷卻、失去光芒,直到被這個(gè)宇宙遺忘在無(wú)邊無(wú)際的黑暗之中,除非它的質(zhì)量超過(guò)1.4倍的太陽(yáng)質(zhì)量。

超過(guò)這個(gè)質(zhì)量,等離子體之間的靜電斥力也不能對(duì)抗天體本身的引力了,它們將會(huì)繼續(xù)坍縮,白矮星也就變成了“Nova”,也就是新星。

圖:藝術(shù)家對(duì)蛇夫座 RS 等新星爆發(fā)后的白矮星和紅巨星雙星系統(tǒng)的想象 來(lái)源:DESY / HESS,科學(xué)傳播實(shí)驗(yàn)室


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