天文科普:未來的太陽(yáng)什么樣
發(fā)布時(shí)間:2020-06-26
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未來的太陽(yáng)什么樣

(圖片來源:NASA)

大約50億年前,一顆新的恒星誕生了。從整個(gè)宇宙的歷史來看,它屬于第二代或者第三代恒星,形成于一次星際氣體和塵埃云的引力塌陷事件。在一片星云中,那些密度較高的星際塵埃區(qū)域加速旋轉(zhuǎn),逐漸聚集在一起,形成了新的恒星。

這顆恒星就像一個(gè)巨大的燃料池,最中心的區(qū)域堆滿了燃燒的原料——?dú)錃狻?/strong>氫氣分子由氫原子構(gòu)成,后者是宇宙中結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的一種原子,原子核中只有1個(gè)質(zhì)子,所以它所對(duì)應(yīng)的氫元素在元素周期表上排第一個(gè)。在恒星中心的氫燃料池中,不斷有氫原子核聚集在一起,變成一種新的元素,在元素周期表上排在第二位的氦原子核。
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你也許會(huì)問,如此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的原材料,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會(huì)帶來很大的變化嗎?千萬(wàn)別小看了它的威力,這樣的反應(yīng)名叫“核聚變”,放出的能量非常驚人。你在新聞里聽到的令人聞風(fēng)喪膽的核武器——?dú)鋸?,采用的就是相同的化學(xué)反應(yīng)過程。

在氫原子核聚變的同時(shí),部分能量會(huì)以光子的形式釋放出來,它們跨越漫長(zhǎng)的距離,從這顆恒星的中央來到表面,并以可見光的形式把光亮照向遠(yuǎn)方。如果這只是一顆普通的恒星,我們將在茫茫夜空中,看到它閃爍的身影。但相比于浩瀚宇宙中的其他任何一顆恒星,這顆離我們最近,它會(huì)在清晨出現(xiàn)于東方的地平面,照亮我們的世界。
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猜到了嗎?這顆恒星名叫太陽(yáng)。

已經(jīng)誕生了約50億年的太陽(yáng),每分每秒都在勤勤懇懇地燃燒著自己?,F(xiàn)在的它正處在一生中最充滿干勁的日子,但就像每一個(gè)生命都要經(jīng)歷生老病死,每一顆恒星也有完整的一生。

從太陽(yáng)誕生那刻起,它里面的所有燃料就被一次性加滿了油。在日積月累的核聚變中,這些氫氣注定會(huì)越用越少,它的命運(yùn)也將走向下一階段。大約50億~60億年后,太陽(yáng)中央的氫核幾乎完全變成了氦核,氫聚變反應(yīng)便開始向外層遷移。而中心的物質(zhì)則會(huì)聚集地更加緊密,在巨大的壓力和高溫下,一種新的聚變反應(yīng)發(fā)生了。氦原子核聚集,產(chǎn)生碳和氧。這時(shí)的太陽(yáng)成為了一顆紅巨星,它的外側(cè)會(huì)逐漸膨脹冷卻,大氣以星風(fēng)的形式飄散到宇宙中,吞噬掉水星和金星,甚至是地球。

不過,這也只是一次短暫的涅槃重生。就像中心的氫核會(huì)被用光一樣,氦核同樣會(huì)被用完。到那時(shí),太陽(yáng)的內(nèi)部將繼續(xù)收縮,并迎來最后一輪核聚變。在反復(fù)的膨脹收縮中,更多的大氣飄散到宇宙,伴隨著絢麗的輻射,太陽(yáng)的質(zhì)量也越變?cè)叫 ?/p>

故事的最后,裸露的太陽(yáng)核球在宇宙中孤獨(dú)地慢慢冷卻,它會(huì)變成一顆白矮星,并最終成為黑矮星,直至生命盡頭。
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茫茫夜空里那些眨著眼睛的星星,都會(huì)和太陽(yáng)經(jīng)歷相同的命運(yùn)嗎?并不是這樣的。恒星的一生如何度過取決于它的質(zhì)量,那些和太陽(yáng)質(zhì)量相仿的恒星會(huì)走過相似的生命歷程。而如果一顆恒星在坍縮后的質(zhì)量仍超過太陽(yáng)的兩倍,那么它會(huì)經(jīng)歷絢麗的超新星爆發(fā),并最終變成一顆中子星。超新星爆發(fā)的過程,往往孕育著下一代恒星。而假如這顆恒星在超新星爆發(fā)后的質(zhì)量仍然比太陽(yáng)大5倍,它的結(jié)局就更酷更神秘了——黑洞誕生。

馬克·吐溫曾在小說中寫道:“我們總是仰面躺著看那些亮閃閃的星光,討論著它們是被創(chuàng)造出來的還是自然形成的?!?/p>

或許,那些亮閃閃的星光,正是宇宙這位神秘魔術(shù)師一手打造的。每顆恒星走完的一生,都是在時(shí)間的長(zhǎng)河里,一段獨(dú)一無二的美麗故事。

本文來自:中國(guó)科學(xué)技術(shù)館

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