英國廣播公司《科學(xué)焦點(diǎn)雜志》網(wǎng)站8月21日刊登題為《恒星的生命周期：我們的太陽系將如何終結(jié)？》的文章，作者是伊恩·托德。全文摘編如下：

太陽在大約46億年前形成，并將再持續(xù)存在大約45億至55億年。雖然我們無法預(yù)測(cè)未來數(shù)十億年里會(huì)發(fā)生什么，但對(duì)恒星如何演化的了解使天文學(xué)家能夠大體上推斷太陽的生命大概如何發(fā)展。更大質(zhì)量的恒星可能在一場(chǎng)被稱為超新星的爆炸中結(jié)束生命，但這不大可能是等待我們太陽的情形。

1.氫燃燒階段

太陽每秒鐘將6億噸氫轉(zhuǎn)化為400萬噸能量：其余轉(zhuǎn)化為氦“灰”。在太陽的整個(gè)生命周期中，它的能量輸出一直在增加。據(jù)信，在形成以來的46億年里，它的亮度增加了30%。在接下來的十億年里，隨著更多的氫轉(zhuǎn)化為氦，太陽的亮度將提高約10%左右，從而導(dǎo)致熱能增加。如果我們考慮人為氣候變化已經(jīng)對(duì)我們地球的天氣模式產(chǎn)生的影響，你可以想象一下這種來自太陽本身的影響將有多強(qiáng)。

不斷增加的熱量將導(dǎo)致極地冰蓋開始融化，海洋開始變暖，從而把水蒸氣送入我們的大氣層。水蒸氣會(huì)吸收更多熱量，產(chǎn)生“潮濕的溫室”效應(yīng)，使全球氣溫進(jìn)一步升高。在大約35億年后，太陽的亮度將比現(xiàn)在高40%，導(dǎo)致我們的海洋沸騰，冰蓋完全融化，我們的大氣層被剝離。地球?qū)⒆兊孟窠鹦且粯樱航箍?、干旱和無生命。

2.亞巨星階段

盡管這種情況很可怕，但它只是太陽滅亡的開始。在大約50億年后，太陽將達(dá)到其生命周期主序階段的盡頭，并將耗盡其核心的所有氫。

由于沒有核聚變過程來抵消重力的作用，核心將開始收縮，隨著時(shí)間的推移密度也會(huì)越來越大。在這一過程中，太陽的溫度會(huì)升高，并最終點(diǎn)燃核外剩余的氫。

這個(gè)新的燃料源將產(chǎn)生巨大的能量，把外層向外推，使太陽的直徑擴(kuò)大到目前的兩到三倍，使它變成一顆亞巨星。

3.紅巨星階段

隨著太陽的表層進(jìn)一步向外推，太陽將發(fā)展成一個(gè)巨大的發(fā)光體，稱為紅巨星。

這些老化的恒星的大小可以達(dá)到太陽的100至1000倍，而不斷擴(kuò)大的表面積將導(dǎo)致外層的溫度下降到大約3000攝氏度（太陽表面目前為5500攝氏度）。較低的溫度意味著這些恒星在色譜中較紅的部分發(fā)光，因此得名“紅巨星”。

當(dāng)太陽經(jīng)歷這個(gè)過程時(shí)，它會(huì)延伸到內(nèi)行星水星和金星的軌道之外，完全吞沒它們，甚至可能到達(dá)地球的軌道。不過，我們的地球可能不會(huì)被完全毀滅，因?yàn)樵谶@一膨脹過程中，太陽將不斷失去質(zhì)量：一些估計(jì)表明，在它最大的時(shí)候，可能只剩下65%至70%。

引力將因此減弱，太陽系中剩余行星的軌道將開始向外漂移。也許地球會(huì)僥幸逃脫。與此同時(shí)，太陽核心會(huì)變得越來越小，越來越熱，在形成120億年后，將發(fā)生一場(chǎng)新的核反應(yīng)。

4.新的紅巨星

太陽的核心將繼續(xù)收縮，直到溫度達(dá)到約1億攝氏度——溫度高到足以點(diǎn)燃?xì)湎倪^程中產(chǎn)生的氦氣，并將其轉(zhuǎn)化為碳和氧。由于致密的核心無法膨脹以增加能量輸出，氦將劇烈燃燒，產(chǎn)生稱為“氦閃”的短暫爆炸。這將降低核心的密度并帶來暫時(shí)的穩(wěn)定，因?yàn)楹がF(xiàn)在將能夠以更可控的速度燃燒。

然而，新的燃料源過不了多久就會(huì)耗盡；只需約1億年。隨著氦繼續(xù)燃燒，它將產(chǎn)生巨大的能量，就像氫的燃燒一樣，這將導(dǎo)致太陽再次膨脹，進(jìn)入第二個(gè)紅巨星階段。

5.行星狀星云

盡管發(fā)生膨脹收縮、質(zhì)量損失和燃料消耗，但太陽的生命周期還沒有結(jié)束。這顆紅巨星將繼續(xù)把氦轉(zhuǎn)化為碳和氧，但核心永遠(yuǎn)無法達(dá)到點(diǎn)燃碳所需的6億攝氏度，因此它將再次收縮。

隨著氦耗盡，太陽外層將進(jìn)一步向外推，消失在太空中，因此在太陽形成約125億年后，它的質(zhì)量剩下一半。膨脹的外層將被熾熱的內(nèi)核照亮，產(chǎn)生一個(gè)發(fā)光的宇宙云，被稱為“行星狀星云”。

這些現(xiàn)象是天文學(xué)家所熟知的，并且是與太陽質(zhì)量相當(dāng)?shù)睦匣阈堑牡湫吞卣?，但與行星無關(guān)。它們被稱為“行星狀星云”只是因?yàn)樗鼈儓A形、膨脹的形狀。

6.白矮星階段

隨著太陽外層最終消散，只剩下一個(gè)被稱為白矮星的熾熱致密內(nèi)核。白矮星是宇宙中密度最大的天體，但通常只比地球略大一點(diǎn)。但它們的溫度可達(dá)到10萬攝氏度以上。

在太陽的老化過程中，核心中產(chǎn)生的大部分熱量將被困在這個(gè)恒星殘骸中，它需要數(shù)百億甚至數(shù)千億年才能冷卻下來。

7.黑矮星階段

白矮星的殘余最終會(huì)耗盡剩余的所有熱能和光能，并（或許在數(shù)千億年后）逐漸進(jìn)入最后階段：一顆沒有生命的黑矮星。目前，黑矮星僅僅是假設(shè)，因?yàn)橛钪娴哪挲g是138億年，還沒有老到產(chǎn)生任何黑矮星，但人們認(rèn)為這將是我們太陽的最后命運(yùn)。

仿佛要讓這個(gè)故事變得更加悲慘，我們?cè)?jīng)威猛的恒星的低質(zhì)量將使它失去大部分引力，導(dǎo)致行星漂移得更遠(yuǎn)，只剩下冰凍、燒焦的巖石。

但是，當(dāng)我們太陽系的殘余物消失在太空中，來自我們死去的太陽的粒子可能合并，重新開始恒星形成的過程。這可能導(dǎo)致形成具有巖石體、大氣和液態(tài)水的行星，為新生命做好準(zhǔn)備。

來源：參考消息網(wǎng)