现在我们对太阳的结局有了一个共同的认识,那就是亚巨星、红巨星、白矮星到最后的黑矮星。但是很多人有疑问,那就是太阳为何烧着烧着就要膨胀呢?不应该是越来越小不停的塌缩吗?最后还甚至把所有外层剩余的燃料进一步吹散形成了行星状星云。
而很多关于太阳到红巨星这个阶段是怎样形成的,都一句话略过了!所以回答题主的问题,详细说下:
太阳为何会膨胀成红巨星
我们知道太阳现在以步入中年,45亿-50亿岁了!从它的少年到中年,其实已经发生了很大的变化,太阳通过将氢聚变为更重的元素来发光发热,从诞生到现在光度已经增加了20%。这什么意思?因为核心温度在不断升高,太阳只会越来越热!燃烧氢的速度越来越快!
我们要知道的是,恒星的核聚变发生在核心,大量的氢元素都集中在外层,那么核心的燃料就需要氢从外层不断地沉降到核心,以供太阳地核聚变,而太阳地质量和体积属于那种对流很差地恒星,核心燃烧速度又快,导致核心缺少氢原料而停止核聚变,核聚变只会发生在核心地外层,这样停止核聚变地核心会累积得越来越大,温度越来越高,直到较重的元素氦发生聚变变成为碳、氮、氧,甚至可能再变成氖,释放更高地能量!
这时强大地辐射压力会将吹散外层地氢壳形成红巨星,太阳的将会膨胀。大质量恒星的话就是红超巨星,上图可以看到!
红巨星的结局
其实在10亿年后我们还健在的话,我们就能很容易看到太阳快速的核聚变带来的影响,因为到时海水基本上就可以涮火锅了!但是当内部燃料耗尽时(氦耗尽)接下来会发生什么?
如果恒星质量是太阳的8倍以上,核心就会坍塌,继续点燃更重元素的聚变,释放更高的能量形成超新星爆发,但是我们的太阳,和大多数恒星一样,离超新星还很远。
在我们的太阳变成红巨星后大约1万年的时间,在恒星的生命周期中,将从红巨星中抛射出巨大的氢外层。下图:
与此同时,在恒星核心的表面,一层氢还在继续燃烧,这是恒星聚变的最后阶段之一。随着外层氢继续燃烧并经历喷射,恒星内部继续升温。随着这一过程的继续,恒星内部又会经历一次爆发产生每小时高达10万公里的恒星风冲击外层并形成气体云——行星状星云,而恒星的核心将收缩成一颗白矮星。
行星状星云,类太阳恒星的结局
上图是一个前行星状星云,是哈勃太空望远镜第一次看到的蛋状星云!厚厚的尘埃气体云像茧一样包裹着中心恒星,将它隐藏在我们的视野之外。我需要搞清楚的是行星状星云和原始星云的区别,一个是恒星结束,一个是恒星诞生的地方!太阳死亡时会把剩余的大量氢元素重新抛回到星际介质中!
下图是红外线下观察到的结果
在几千年后,所有这些尘埃结构都会消失,只剩下一个普通的电离行星状星云,中心有一颗白矮星。这就是我们太阳变为红巨星到行星状星云的过程!
如何让太阳更长寿
还需要说的是,我经常能看到有朋友说,怎样拯救我们的太阳,给太阳提供更大的氢燃料?这个想法是错误的,我们知道质量更大的恒星,寿命更多,像O\B级别恒星,寿命从几十万年都几百万年不等,所以要让我们的太阳更长寿我们就需要把大量的降低太阳的质量,使其体积、压力减小,增加氢和温度的对流这样我们的太阳将能活到亿万年!
太阳氢元素燃尽时会出现内核塌缩,继而体积膨胀200倍