好幾億年后地球和太陽那個會先消失?
來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 09:12:02
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好幾億年后地球和太陽那個會先消失?【專家解說】:當(dāng)然是地球。在太陽變成紅巨星時會急劇膨脹,直至吞噬水星、金星、地球。 關(guān)于紅巨星: 紅巨星是恒星燃燒到后期所經(jīng)歷的一個較短的不穩(wěn)
【專家解說】:當(dāng)然是地球。在太陽變成紅巨星時會急劇膨脹,直至吞噬水星、金星、地球。 關(guān)于紅巨星: 紅巨星是恒星燃燒到后期所經(jīng)歷的一個較短的不穩(wěn)定階段,根據(jù)恒星質(zhì)量的不同,歷時只有數(shù)百萬年不等,這是恒星幾十億年甚至上百億年的穩(wěn)定期相比是非常短暫的。 恒星開始核反應(yīng)后在反抗引力的持久斗爭中,其主要武器就是核能。它的核心就是一顆大核彈,在那里不斷地爆炸。正是因為這種核動力能自我調(diào)節(jié)得幾乎精確地與引力平衡,恒星才能在長達(dá)數(shù)十億年的時間里保持穩(wěn)定。 熱核反應(yīng)發(fā)生在極高溫度的原子核之間,因而涉及物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。在太陽這樣的恒星中心,溫度達(dá)到一千五百萬開氏度,壓強則為地球大氣壓的三千億倍。在這樣的條件下,不僅原子失去了所有電子而只剩下核,而且原子核的運動速度也是如此之高,以至于能夠克服電排斥力而結(jié)合起來,這就是核聚變。 恒星是在氫分子云的中心產(chǎn)生的,因而主要由氫組成。氫是最簡單的化學(xué)元素,它的原子核就是一個帶正電荷的質(zhì)子,還有一個帶負(fù)電荷的電子繞核旋轉(zhuǎn)。恒星內(nèi)部的溫度高到使所有電子都與質(zhì)子分離,而質(zhì)子就像氣體中的分子在所有方向上運動。由于同種電荷互相排斥,質(zhì)子就被一種電“盔甲”保護著,從而與其他質(zhì)子保持距離。但是,在年輕恒星核心的一千五百萬開氏度的高溫下,質(zhì)子運動得如此之快,以至于當(dāng)它們相互碰撞時就能夠沖破“盔甲”而粘合在一起,而不是像橡皮球那樣再彈開。 四個質(zhì)子聚合,就成為一個氦核。氦是宇宙中第二位最豐富的元素。氦核的質(zhì)量小于它賴以形成的四個質(zhì)子質(zhì)量之和。這個質(zhì)量差只是總質(zhì)量的千分之七,但是這一點質(zhì)量損失轉(zhuǎn)化成了巨大的能量。像太陽那樣的恒星有一個巨大的核,在那里每秒鐘有六億噸氫變成氦。巨大的核能量朝向恒星外部猛烈沖擊就能阻止引力收縮。 然而,“恒定”的演化歷程終將結(jié)束,當(dāng)所有的氫都變成了氦時,核心的火就沒有足夠的燃料來維持,恒星在主序階段的平靜日子就到了盡頭,大動蕩的時期來到了。 一旦燃料用光,熱核反應(yīng)的速率立即劇減,引力與輻射壓之間的平衡被打破了,引力占據(jù)了上風(fēng)。有著氦核和氫外殼的恒星,在自身的重力下開始收縮,壓強、密度和溫度都隨之升高,于是恒星外層尚未動用過的氫開始燃燒,產(chǎn)生的結(jié)果是外殼開始膨脹,而核心在收縮。 在大約一億度的高溫下,恒星核心的氦原子核聚變成為碳原子核。每三個氦核聚變成一個碳核,碳核再捕獲另外的氦核而形成氧核。這些新反應(yīng)的速度與緩慢的氫聚變完全不同。它們像閃電一樣快地突然起爆(氦閃耀),而使恒星不得不盡可能地相應(yīng)調(diào)整自己的結(jié)構(gòu)。經(jīng)歷約一百萬年后,核能量的外流漸趨穩(wěn)定。此后的幾億年里,恒星處于暫時的平穩(wěn),核區(qū)的氦在漸漸消耗,氫的燃燒越來越向更外層推進(jìn)。但是,調(diào)整是要付出代價的,這時的恒星將膨脹得極大,以使自己的結(jié)構(gòu)適應(yīng)于光度的增大。它的體積將增大十億倍。這個過程中恒星的顏色會改變,因為其外層與高溫的核心區(qū)相距很遠(yuǎn),溫度就低了下來。這種狀態(tài)的恒星稱為紅巨星。 按一般理論,紅巨星應(yīng)有很厚的對流包層。一般認(rèn)為,不少恒星在紅巨星階段大概要失去外層物質(zhì)(這種物質(zhì)可能形成行星狀星云),然后成為白矮星。看來紅巨星是大多數(shù)恒星要經(jīng)過的重要演化階段,但要搞清楚紅巨星前后的演化過程,還需要解決許多實測問題和理論問題。 紅巨星一旦形成,就朝恒星的下一階段——白矮星進(jìn)發(fā)。當(dāng)外部區(qū)域迅速膨脹時,氦核受反作用力卻強烈向內(nèi)收縮,被壓縮的物質(zhì)不斷變熱,最終內(nèi)核溫度將超過一億度,點燃氦聚變。最后的結(jié)局將在中心形成一顆白矮星。 補充: 天文學(xué)家的一項最新研究表明,在恒星變?yōu)榧t巨星的膨脹過程中,它周圍的行星有可能逃脫宿命的安排,并不一定會被吞沒。這一發(fā)現(xiàn)似乎也讓地球的未來命運變得更有爭議。相關(guān)論文發(fā)表在9月13日的《自然》雜志上。 太陽等恒星在核心的氫消耗殆盡后都會先發(fā)生收縮,使外層的氫進(jìn)入其熱氦核,進(jìn)而發(fā)生聚變反應(yīng),導(dǎo)致核心的溫度比之前更高,恒星半徑因而會膨脹100倍,成為紅巨星。在這一過程中,它會“吞噬”掉一切進(jìn)入半徑范圍內(nèi)的行星。
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