太陽系50億年后將變成什麼樣?天文學家透過望遠鏡發現了答案

天空之城 2022/05/06 檢舉 我要評論

宇宙中的萬物,甚至包括宇宙本身,都不可能永恒存在,一切都有終結的那天。

太陽的消逝就是太陽系的消逝

太陽占據了太陽系物質總質量的99.86%,是太陽系當之無愧的主宰。太陽的演化方向和進度決定著太陽系的命運。如果太陽的狀態有一天發生了巨變,那麼太陽系內的其它天體都將受到嚴重影響,地球上的生命甚至地球恐怕都將不復存在。

還并非危言聳聽!天文學家通過觀察其它恒星的變化,已弄清了恒星在整個生命周期的演化過程。

根據恒星的演化理論,像太陽這種質量級別的恒星的壽命大約為100億年。太陽現在正處于主序星階段,已經46億歲了,大約還有50億年的壽命。

太陽現在依靠核心區的氫緩慢聚變為氦發光發熱,在過去的46億年時間里,太陽已經因此損失了100多顆地球質量的物質。

太陽現在正值中年,等它到了老年期,它核心區的氫差不多被消耗光了,此時引力和輻射壓的平衡被打破,太陽內部便會坍縮。這會導致其內部的溫度和壓力升高,此時太陽核心區外的氫也開始點火聚變,太陽外殼將持續膨脹,成為一顆紅巨星。

那時它的半徑大約是現在的100~200倍,體積會膨脹成現在的數百萬倍,水星和金星都將被它吞沒。地球距離太陽大約1.5億公里,那時太陽的表面可能將觸及地球軌道,地球就算不被吞沒,也會被烤焦。

太陽在紅巨星階段并不會停留太久,當外殼膨脹的時候,太陽內核也在收縮,使核心區內的氦也達到聚變條件。在這一過程中,由于聚變太過劇烈,到時候太陽將拋掉一半以上的質量,形成行星狀星云,最終太陽的核心區域將變成一顆白矮星。

白矮星是密度極高的星體,其內部的物質以簡并態形式存在,密度可達10噸每立方厘米,它的最大質量不能超過錢德拉賽卡極限(1.44倍太陽質量)。

此時核聚變已經完全停止了,但白矮星仍然能夠憑借自身的余熱發光發熱。太陽將會在白矮星階段停留非常長的時間,緩慢地冷卻,最終變成一顆現在還屬于理論預測的黑矮星,直至宇宙消亡。

當太陽變為白矮星,太陽系內的其它天體還能繼續存在嗎?

科學家將望遠鏡對準室女座方向,在距離地球413光年的地方發現了一顆名為「SDSS J1228 + 1040」的白矮星。觀測發現,這顆白矮星的質量大約為太陽質量的70%,并且科學家們在這個白矮星的周圍發現了由氣體、塵埃、巖石、小行星等構成的「星周盤」。

通過多普勒層析成像技術 ,科學家發現,在那個星周盤中,還隱藏著一顆名為「SDSS J1228 + 1040b」的天體。觀測數據顯示,這顆淹沒在碎屑中的天體距離其母恒星大約50萬公里,這僅比地月距離(約38萬公里)遠一點,它繞其母星公轉一周僅需2小時。

它的直徑大約為600多公里,密度在7.7克每立方厘米以上,最高可達39克每立方厘米。而地球核心的平均密度約為10.7克每立方厘米,那個天體的密度正好處于像地球這樣的巖石行星的核心密度范圍。

科學家們有一個合理的推測,他們認為SDSS J1228 + 1040在很久以前是一顆質量比太陽還大的主序星恒星,而SDSS J1228 + 1040b原本應該是一顆圍繞SDSS J1228 + 1040的行星,只是恒星SDSS J1228 + 1040的生命走到了終點,在這一系列的變化過程中導致該恒星周圍離它比較近的行星都被摧毀了,那一圈「星周盤」便是行星的殘渣,SDSS J1228 + 1040b則是被摧毀的巖石行星所留下的殘骸。

白矮星SDSS J1228 + 1040原本所在的恒星系統的現狀,就是50億年后太陽系的狀態。

當太陽走到了生命末期,它的質量會減小,引力也會減弱,太陽系內八大行星的公轉軌道都會發生外移。不過在太陽變為白矮星這一過程中,水星和金星應該都會被吞噬。

至于地球,或許會像SDSS J1228 + 1040b那樣被摧毀,就算不被摧毀,那時地球也將會像現在的水星一樣,變成一顆失去大氣,光禿禿的、被高溫炙烤著的星球。

至于地球軌道以外的行星,都還會安穩地存在,繼續繞著新誕生的白矮星公轉,不過太陽系內應該再也不會出現一個新的擁有生命的行星了。

按照科學家的理論,大約十幾億年后,太陽就會進入衰老期,慢慢向紅巨星演變,那時地球的平均溫度也會隨之上升。

不過在這發生之前,人類或許已經滅絕。若那時人類仍然存在,科技水平必然十分先進,早已經走出了地球,成為了星際文明。

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