太阳的结局将会成为什么

2023-06-27 10:03 综合百科 0阅读 投稿:小七

宇宙中的那些恒星并不会永恒地闪耀,太阳当然也不例外,在大约50亿年之后,太阳核心反应区的“燃料”就会消耗殆尽,到那个时候,太阳会演化成一颗庞大的红巨星,在此之后,这颗红巨星将会不断地失去其外层的物质,这些物质会逐渐演化成一片壮观的行星状星云,而其残留的致密核心则会演化成一颗白矮星。

太阳的结局将会成为什么图1

根据科学家的估算,当太阳演化成红巨星的时候,它的半径将暴涨到现在的200多倍,其表面甚至会扩张地球的公转轨道,而这也就意味着一个暗淡的未来:届时地球、以及比地球更接近太阳的金星和水星,都将被这颗红巨星吞噬。

可能有人会认为,这种说法应该只是随便猜测的,毕竟50亿年后会发生什么,现在的我们谁也不知道,但实际情况却并非如此。要知道可观测宇宙中存在着多得难以计数的恒星,在这个超大的“恒星博物馆”中,“陈列”着各式各样的恒星在不同的演化阶段的样子,只要我们观察的范围足够大、观察的样本足够多,就能够从中找到像太阳这种恒星的结局。

太阳的结局将会成为什么图2

根据一项发表在《自然》杂志上的新研究,太阳的结局,正在1.2万光年外上演,科学家表示,在这项研究中,我们看到了地球的未来。

此项研究来自麻省理工学院的一个研究团队,该团队致力于利用帕洛玛天文台的光学巡天望远镜,探测天空中快速变亮或变暗的天体,在研究工作中,研究人员发现在天鹰座方向,距离地球大约1.2万光年的位置上,有一颗恒星的亮度在可见光波段出现了突然增强的迹象。

这颗恒星被命名为“ZTF SLRN-2020”,它是一颗红巨星,其质量范围在太阳的0.8倍至1.5倍之间,也就是说,在很久很久之前,这颗恒星是一颗与太阳类似的恒星,只不过现在的它已经步入了“老年期”,正在上演太阳在50亿年后的结局。

太阳的结局将会成为什么图3

刚开始的时候,研究人员认为“ZTF SLRN-2020”的突然变亮应该是一种被称为“红新星”的现象,所谓“红新星”是一种恒星爆发现象,通常被认为是由两颗恒星合并而引发的,但这一假设后来被否定了。

因为在进一步的研究中,研究人员发现“ZTF SLRN-2020”此次爆发的亮度峰值只增加了大约100倍,这远低于双星合并时的亮度变化,而基于红外线的观测结果表明,早在发现这颗恒星的可见光亮度上升前的9个月,它在红外波段就开始逐渐变亮,而在可见光消退之后,其红外线亮度仍然长时间地维持在高于正常值的范围,以至于直到现在仍然比其正常值更亮。

除此之外,来自凯克天文台的光谱分析结果也表明,在这颗恒星的爆发区域中释放出了大量的重元素(指比氢和氦更重的元素),而不是恒星合并时所应该产生的超热的氢和氦。

太阳的结局将会成为什么图4

在结合了所有的线索之外,科学家得出的结论是,“ZTF SLRN-2020”此次爆发的原因,其实是它吞噬了一颗原本在围绕着它公转的行星,其过程可以简单地描述为:

“ZTF SLRN-2020”随着年龄的增长不断膨胀,其表面与这颗最终被吞噬掉的行星越来越近,在高温的炙烤下,行星的物质不断蒸发,与此同时,行星的引力又将一部分恒星表面的物质“撕”下来,这些被蒸发的物质以及恒星表面被“撕”下来的物质会被恒星风向外驱离,进而在恒星附近形成了一种尘埃云,而“ZTF SLRN-2020”持久的红外亮度,就是尘埃云在冷却过程中释放出来的。

至于“ZTF SLRN-2020”在可见光波段爆发,则是因为随着“ZTF SLRN-2020”的持续膨胀,行星开始与恒星最外层的物质发生接触并与其发生摩擦,这将使行星的公转速度不断降低,其运行轨道高度也会不断下降,随着时间的推移,行星的高度也越来越低,当达到一定程度时,它就会一头坠入恒星之中,进而在恒星表面引发了强烈的耀斑,并在短时间内释放出了大量的可见光。

太阳的结局将会成为什么图5

科学家指出,这是我们首次完整地观测到一颗“垂死”的恒星吞噬行星的过程。可以想象的是,在50亿年后,太阳也将迎来自己的结局,而到了那个时候,地球也将像这样被吞噬,正是因为如此,科学家才会说,我们看到了地球的未来。

当然了,这只是基于自然演化的结果,并没有考虑人类的干预,或许我们可以乐观地认为,如果在50亿年后地球上仍然有人类,那届时人类的科技水平就应该比现在的我们先进得多,以他们的能力,应该可以轻松应对来自太阳的威胁。

参考资料:An infrared transient from a star engulfing a planet, Nature volume 617, pages 55–60 (2023), doi.org/10.1038/s41586-023-05842-x

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