太阳是一颗黄色的矮星。这种恒星的寿命约为100亿年。每个人都知道这一点,但为什么以及如何死亡。太阳死后,会有人接手吗?
为什么太阳死了?
要了解太阳为什么会死亡,您可能首先需要了解它是如何形成的!大约200年前,法国天体物理学家和德国哲学家康德都提出了星云学说,即现在的“康德-拉普拉斯星云学说”。形成。先形成了太阳,然后其他的星云物质形成了行星。
太阳形成的理论
还是很初级的,但是不得不说这两位大神的猜测是正确的。现代天文学理论认为,太阳诞生于上一代超新星爆炸后形成的星云,在某种扰动形成的不稳定性中开始坍缩,太阳形成于已形成的吸积盘中心,为什么超新星爆发后星云的物质积累能形成太阳?
能超新星爆发的恒星有大量氢元素没有消耗完
天体形成的中心物质大足以保留气体元素
当保留的气体超过木星质量的13倍时,褐矮星(燃烧氢同位素氘)
木星质量超过80时,可形成能燃烧氢元素的红矮星.
太阳质量的大小与坍缩开始区域星云的质量有关。没有形成双星是我们的错还好没有形成三颗星是我们的福气(开始坍缩的区域可能分裂成多个坍缩区,从而形成双星或多星)
如何太阳发光吗?
我们现在知道,它是氢原子核聚变产生的能量,放出光和热。此前科学家推测,太阳之所以能够发光,可能是因为引力坍缩,或者是小行星撞击造成的。更何况,太阳烧煤。
是第一个提出恒星可靠能量来源的人,最著名的是英国科学家爱丁顿,他在1920年提出恒星从氢元素的聚变中获取能量。1928年,乔治·伽莫夫推导出伽莫夫因子,让太阳的核合成理论得以延续(因为早期科学家计算出太阳的温度不足以引发核聚变,所以大家看着一颗发光的太阳发呆),伽莫夫给出了两个原子核足够近时,强大的作用力可以克服库仑势垒的量子力学公式。所以太阳照耀是有道理的。
质子反应链
1939年,HansBeth推导出完整的质子反应链过程,并指出太阳能的一部分来自碳-氮-氧循环。至此,太阳发光的原理就解决了!
碳氮氧循环
太阳能能发光多久?
刚才我们讲了伽莫夫强核力克服库仑势垒的量子力学公式。这就是著名的隧道效应。这取决于概率。在大约10亿次碰撞中只有一次这样的机会。好在太阳内部的次数几乎是天文数字,所以还是会发生,只是比例比较低,所以速度比较慢。
量子隧穿效应
因为初始氢元素中的同位素氕在太阳光中反应生成氘,可以与氕化合生成氦三,释放出大量的能量,所以这个氕的反应是很慢,导致后面的反应也很慢,也就是说燃料产生的速度是有限的,所以太阳照的时间长,但是不管多长时间,总有一个时间,所以太阳最终会耗尽自己的燃料而死。
但是太阳不可能完全耗尽它的燃料!
太阳是怎么死的?
太阳是一个等离子球,所以很多朋友都认为太阳上到处都是核聚变。其实,这是一种误解。太阳真正发生核聚变的地方在1/4半径处,整个面积只有整个太阳体积的大小。还不到1/64,也正因如此,各种明星开始出现了!
红矮星的质量不够,所以从核心到外壳形成了对流层。不同质量的恒星内部结构示意图
恒星特殊的结构决定了恒星的寿命与恒星的质量成反比。简单说说原因吧。上面的红矮星结构图看不清楚,我们单独来看一颗红矮星的结构:
红矮星结构图
核心从氕聚变到氘,再从氘聚变到氦。这是所有恒星都会经历的事情,但是太阳和红矮星都不能燃烧氦,所以太阳中的氦会堆积在核心,但是红矮星不会堆积,因为整个恒星的氢元素会与对流交换到核心并完全燃烧,因为红矮星的燃料是氕,氕结合成氘的速度较慢,可以完全利用整个恒星的氢元素,所以红矮星的寿命是极高,而且可能高达数千亿年到数万亿年!
太阳是怎么死的
因为太阳的氦元素在核心积累,虽然现在太阳不能燃烧氦,但不代表以后太阳不能燃烧氦,所以会发生这个过程以后我们来简单了解一下太阳是怎么死的
太阳会逐渐耗尽核心的氢,而核心会逐渐被氦积累,所以能量的产生会减少,从而导致辐射压降低同时,外壳的超高压会压缩核心,同时太阳辐射层中的氢元素也会进入内核区域,这会产生两个结果:
核心将承受更高的压力,温度将继续升高;会加速;
前者压力和温度的持续升高将导致太阳的下一次进攻:氦闪蓄势待发,后者更高的温度将导致太阳核心区域的能量输出大幅增加,并且更高的辐射压会导致壳膨胀,这就是太阳的红巨星的形成方式。第一次氦闪将在太阳离开主序星带后约12亿年发生,因为氦在核心的不断积累,以及压力和温度,满足了氦点燃的条件,因为高-压力太阳核心已经形成简并的氦核无法调节核聚变反应带来的热压力,因此会导致核反应失控,太阳核心的氦元素会在几分钟内燃烧成碳。
《流浪地球》因为太阳的氦闪而逃出了太阳系。太阳的氦闪确实会破坏宜居行星的环境,因为氦闪的输出能量极高,而且非常短暂。它相当于一个微型超新星爆炸。太阳虽然炸不起来,但是太阳的高能物质会在黄道面附近向四周扩散,就像超级超级超级超级太阳活动一样,地球就完蛋了。
太阳之死
第一次氦闪后,核心会重新坍缩,积聚氦气,然后剧烈燃烧,其能量将比主序星高出数百甚至数千倍星星。在辐射的压力下,太阳的直径也会越来越大,最终膨胀成一颗红巨星。其最大直径可达地球轨道周围。压力也会将这些物质推开,最终在内核中的氢元素耗尽后,外壳会逐渐扩散到行星状的气孔中。
猫眼星云
内核在与引力的对抗中已经处于反引力的简并状态。简并不是力,而是量子力学中的费米子不能处于同态斥力,白矮星的状态是两者处于平衡状态,而中子星是引力战胜电子的简并,与中子简并成平衡,黑洞就是引力压倒一切!
费米子是不相容的
这个时间会发生在大约50亿年后,太阳在未来会是一颗白矮星,所以整个太阳系的未来都是暗淡的,好在这个时间足够长。
太阳有女王吗?
太阳诞生星云行星,这个质量已经很难形成恒星了,所以会被太阳超过,但是木星在星云行星扩散的过程中有点可能吞噬大量的星云气体,如果它能将自身质量增加12倍,那么它就实现了最小的愿望:褐矮星!如果它能积累起自身质量的80倍,那么它就会诞生为太阳系的第二个太阳。这种可能性很低,但木星要是错过了这次机会,就没有下家店了。
木星与太阳的比例
当然,你不用担心。如果不出意外,地球上的生命会在红巨星初期被烧成灰烬,氦闪会再次席卷,等到红巨星阶段来临,地球又会被烤焦,所以无需担心没有完全烘烤。在太阳系,地球没有未来,但宇宙并不限制人类留在太阳系!
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