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太阳死亡后会变成什么?甚至吞噬地球

漫步宇宙 2018-05-16 11:53:19 阅读:

45亿到55亿年后太阳将耗光氢和氦燃料,变成红巨星。体积膨胀到当前的数倍,最后外层会剥离掉,演化成白矮星。

太阳死亡后会变成什么?甚至吞噬地球

太阳演化的一生

甚至会吞噬地球

太阳死亡后会变成什么?甚至吞噬地球

红巨星艺术概念图

太阳诞生于46亿年前。45亿到55亿年后,太阳将耗光氢和氦燃料,进入红巨星阶段。此时,它的体积会膨胀到当前的数倍,甚至会吞噬地球。走到生命的尽头时,太阳会剥离外层,变成一颗白矮星。

天文学家仍不确定这个过程如何发生,太阳是否会像宇宙内的其它绝大多数恒星一样演化成行星状星云,也是一个未知数。根据一支国际天文学家小组进行的新研究,太阳最终会变成一个巨大的星际气体和尘埃环,也就是行星状星云。这种“变身”宣告太阳结束辉煌的一生。

此项研究由波兰托伦哥白尼大学的天体物理学家克里茨托夫·格斯基带队,曼彻斯特大学教授阿尔伯特·泽勒斯特拉以及阿根廷拉普拉塔天体物理学研究所的天文学家米勒·伯尔托拉米参与,研究论文于最近刊登在《自然》杂志上。

变身行星状星云

太阳死亡后会变成什么?甚至吞噬地球

行星状星云Abell 39

大约90%的恒星最后会演化成行星状星云。在此之前,恒星会变成红巨星,而后是白矮星。不过,科学家一直无法确定太阳是否会遵循同样的演化轨迹。为了确定太阳的最终命运,研究小组创建了一个新的恒星模型,用以预测恒星的生命周期。

这个模型被称为“行星状星云亮度函数”,用于预测不同质量和年龄恒星抛射的包层亮度。研究表明太阳有足够质量演变成一个暗淡的星云。泽勒斯特拉教授在曼彻斯特大学的新闻稿中指出:“恒星死亡时会向太空抛射大量气体和尘埃,也被称之为‘包层’。包层的质量可达到恒星的一半。

抛射包层会暴露出星核,到了这个时候,恒星即将耗尽燃料,最终停止核聚变并走向死亡。恒星的热核能够让抛射的包层在大约1万年内放射出明亮的闪光。在天文学领域,1万年不过弹指一挥间。闪光意味着我们能够观测到行星状星云,某些行星状星云亮度极高,即使与地球相隔数千万光年,也能被观测到。

揭开亮度谜团

太阳死亡后会变成什么?甚至吞噬地球

银河系的4个行星状星云

这个模型还揭开了长久以来的天文学谜团,即遥远星系中最明亮的星云为何拥有相同的亮度?25年前,天文学家开始观测到这种现象,同时还发现理论上可以通过分析亮度最高的行星状星云,来推算其它星系与地球之间的距离。然而,格斯基等人的模型驳斥了这一理论。

研究发现行星状星云的亮度并非此前认为的那样,取决于造就它们的恒星的质量。格斯基教授指出:“古老的低质量恒星形成的行星状星云亮度本应远远不及年轻的大质量恒星。过去25年,这个问题一直引发争论。数据显示太阳这样的低质量恒星也能造就出明亮的行星状星云,但相关模型又推翻了这种可能性,认为任何质量不到两个太阳的恒星形成的行星状星云都非常暗淡,无法被观测到。”

有助揭示恒星形成史

太阳死亡后会变成什么?甚至吞噬地球

白矮星天狼星B与地球对比图

新模型中,恒星抛射包层后的升温速度是老模型的3倍,大幅降低了低质量恒星形成明亮行星状星云的难度。新模型显示在能够形成暗淡,但仍然可见的行星状星云的低质量恒星中,太阳几乎处在下限边缘。

泽勒斯特拉教授指出质量不及太阳的恒星都无法演变成星云,质量不到太阳1.1倍的恒星形成较为暗淡的星云,超过太阳3倍的恒星则形成较为明亮的星云。

这项研究以及创建的模型能够给天文学家带来有益的启示。格斯基等人不仅第一次揭示了令科学界信服的太阳死亡过程,同时也打造了一个强有力的诊断工具,可帮助天文学家确定遥远星系内“中年”恒星(几十亿岁)的形成历史。

作为太阳系的一份子,我们有必要了解太阳何时以及如何结束自己的一生。太阳走到生命尽头时,人类或许早已搬离地球,从另一颗星球见证太阳的死亡之旅。

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