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人类可见的范围内 , 也许没有什么比太阳更古老的东西了 , 太阳是一颗照亮地球超过40亿年的黄矮星 。 但恒星终有一天会死去 , 科学家们实际上非常清楚当恒星死亡时会发生什么 。
年轻的太阳
太阳通过在其核心内融化或结合极热的氢原子来为自己提供能量 。 这个过程会产生氦气和大量能量 。 显然 , 太阳核心中的氢也是会枯竭的 。 当这种情况发生时 , 大约50亿年后 , 太阳需要其他燃料来继续提供能量 。
现在的太阳还年轻 , 氢核聚变产生巨大的压力可以避免太阳膨胀 。 当核心无法承受时 , 来自外层的氢将涌入并升温——为太阳提供更多的燃料来融合 。 但这需要付出代价 , 这些事件的副作用将导致太阳变红、变冷并膨胀到当前大小的一百多倍 , 吞噬水星、金星甚至地球的轨道 。 太阳将变成一颗红巨星 , 就像我们在天空中看到的大角星(牧夫座α)或毕宿五(金牛座α)一样 。
红巨星阶段的太阳
外层的氢源源不断参与核聚变 , 但只会为太阳带来额外的10亿年寿命 。 当它也耗尽时 , 太阳将被迫寻找下一种燃料:不断生产的氦 。
当太阳开始氦核聚变时 , 一切又恢复正常 。 氦将部分重建坍塌的内核 , 膨胀的恒星将失去大部分质量 。 天文学家称之为氦闪 。 但有一个问题:氦闪将在短短几分钟内烧掉太阳中近十分之一的氦气 。
【转基因|当太阳熄灭时会发生什么?】发生氦闪的太阳
之后 , 日益衰老的太阳面临着一个致命的问题:作为燃料 , 氦气无法与氢气相提并论 。 氦核聚变不像氢核聚变那样高效 , 它会产生碳和氧 。 虽然碳和氧也可以进行聚变 , 但要非常困难 , 效率也很低 。
此时 , 剩余的氦气大约只能维持太阳一年的寿命 。
当太阳无法再进行氦核聚变时 , 它将进入另一个混乱时期 。 它会不断膨胀 , 拼命地寻找它可以融合的任何氢气或氦气 。 即使核心开始坍塌 , 恒星也可能将其外层推得更远 , 甚至可能一直越过小行星带 。
这个阶段持续不久 , 就到了太阳生命的末期 。 太阳会甩掉它所有的外层 。 那时的观测者就会看到一个明亮的光环 。 它会留下一种称为行星状星云的天体“墓碑” 。
但对于太阳来说 , 死亡并不是结束 。 大约一半的质量会溢出散失 , 其余的会在行星状星云的正中心挤压在一起 。 这将变成太阳核心的一个微小、明亮、超高密度的余烬 , 不比地球大 。 这种阴燃的残余物被称为白矮星 。
白矮星阶段的太阳
于是开始了太阳漫长的、最后的、孤独的形式 。 在数万亿年的时间里 , 在比当前宇宙年龄长数百倍的时间里 , 白矮星将——非常非常缓慢地——失去剩余的热量并逐渐变成黑色 。
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