曾經傳聞過一種很是古怪的理論,太陽滅亡了之后木星將會替代太陽的位置,當作為下一任太陽,繼續暉映整個太陽系!當然這也就是某些連平易近科都算不上,卻一向對攤煎餅理論無比執著的那位大神的一家之言,我們笑笑也就而已!但事實上太陽真的會死,而宇宙中所有的恒星城市走標的目的滅亡,這是不成避免的天然紀律,那么作為恒星子平易近的行星會是怎么樣的命運?
一、恒星有幾種命運?它地點恒星系的行星命運又若何?
大大都恒星將來的成長命運,在恒星降生的那一刻就注心猿意馬了,獨一分歧的是分歧的恒星會有分歧的命運!
1、小質量恒星
也就是大師俗稱的紅矮星,低于太陽質量35%以內的恒星,會有充實的對流層,氫元素劇變后的氦元素不會聚積在內核,會經由過程對流分離在恒星遍地,而位于恒星其他區域的氫元素則可以經由過程對流到內核徹底燃燒,是以紅矮星的氫元素操縱率極高,它的壽命超長!它會連結不變發光數千億年!
但這并不暗示紅矮星的行星就可以安枕無憂了,事實上若是要讓紅矮星的行星宜居的話,它的距離必需要足夠近,是以潮汐鎖心猿意馬可能行星的命運,而太近的距離會導致另一個成果,紅矮星一旦大型耀斑爆發(規模可能達到太陽最大耀斑的一萬倍),行星的命運是可想而知的,所以,無需等恒星壽終正寢,行星就已經“死了"!
2、類日恒星與中等質量恒星(7-10倍太陽質量以內)
這類恒星(大于0.8倍太陽質量)因為在內核與外部對流層之間存在一個輻射層,對流并不徹底,是以在氦元素聚積之后會有紅巨星時代,好比太陽的紅巨星時代將會膨脹到地球軌道四周,也就是說太陽的半徑將高達1個天文單元!
0.8-2.2倍太陽質量的恒星還有一個氦閃時代,因為氦元素在內核聚積,但恒星的內核溫度并不足以點燃氦元素聚變,但在后期中間氫元素逐漸耗盡,引力坍縮能儲蓄積累,將會呈現氦燃燒階段,這個過程很是短暫,只稀有分鐘,可是放的能量僅次于超新星,它不會把恒星炸散,但卻會拋灑大量的恒星物質,這對于恒星系內的行星可不是一件什么功德。輕者被剝離大氣,重者行星概況都可能被橫掃。
太陽的光度轉變曲線,尖峰就是氦閃時代,第一次氦閃會在太陽離開本家兒序星12億年后發生,今后會越來越頻仍,一向到太陽的白矮星時代才會竣事。
2.25到7-10倍太陽質量的恒星則能直接燃燒氦元素,是以它不會履歷氦閃時代,但紅巨星仍然是必經之路!紅巨星極有可能吞噬距離比力近的行星,好比全天區聞名的紅巨星,盾牌座UY,它的質量并不高,大約只有太陽質量7-10倍,但它的直徑卻已經膨脹到了太陽的1,708 ± 192倍,若是在放在太陽系的話,其外緣能達到土星軌道四周!
上圖正中最亮的那顆為盾牌座UY
即使如太陽,它的紅巨星時代都有可能吞噬水星,但地球也許不會,因為太陽當作為紅巨星后質量大量丟掉,地球會離開本來的軌道而距離太陽更遠,是以可以逃過淹沒的命運,但履歷和氦閃和紅巨星時代的地球,早已暮氣沉沉,是否被吞噬,我們并不是出格關心。
最終這個級此外恒星將來將在掉去輻射壓后內核坍縮為簡并氦核(跨越0.5倍太陽質量),或者兼并碳氧內核(太陽質量),甚至更重的簡并元素內核,這和末期內核能達到的溫度有關(內核溫度與質量直接相關)!
一般認為能到最后鐵核坍縮形當作超新星爆發的需要7-10倍太陽質量以上,但也有可能低至5-6倍!
0.8–8M☉的恒星典型演化過程。
3、大質量恒星和超大質量恒星
7-10倍太陽質量以上的恒星最終命運都一樣,將來面對的將是超新星爆發,所分歧的只是它們履歷的過程,我們來領會下大質量恒星超新星爆發前的狀況,內核溫度夠高,元素可以從氫氦碳氧氖鎂硅硫鈣一路到鐵,此時鐵核再無可能聚變,因為鐵元素后的元素形當作需要大量的連系能,而此時沒有輻射壓的支撐,外殼重力坍縮,超新星就此爆發,一次超新星爆發發生的能量跨越10^46焦耳。
這種星系級此外能量爆發,行星被摧毀長短常有可能的,好比《星際迷航11》中就有一個橋段,大意是羅慕倫行星被四周恒星爆發的沖擊波摧毀,但事實上卻不會發生,因為期近將超新星爆發的四周不成能存在宜居行星,紅巨星時代的高溫早就將宜居帶內的宜居行星烤當作地瓜,不外這個特效剛好可以示范下超新星爆發若何摧毀環繞它公轉的行星!
甚至超新星爆發都可能摧毀它的伴星,上圖是第谷Ia型超新星爆發時伴星得以幸存的示意圖,這算是一個比力不錯的成果!超新星爆發都可能摧毀恒星,它星系內的行星就更不在話下了!
Ia型超新星:白矮星吞噬伴星質量跨越錢德拉塞卡極限(1.44倍太陽質量)發生的超新星爆發,罕有的可能是兩顆白矮星歸并。
超大質量恒星,大于40倍太陽質量
這是一個比力有意思的級別,是否會膨脹當作紅巨星最關頭的一個身分是輻射層的厚度,它會阻止對流層達到恒星概況,但因為這個級此外恒星概況溫度極高,強烈的恒星風會將表層物質逐漸剝離,在恒星演化到紅巨星階段前即焦點的對流層就延長到了概況,是以它不會顛末紅巨星階段。
大質量恒星內部很是復雜,分歧金屬品貌與質量的恒星演化之間城市有不同,一般20-30倍太陽質量以內的恒星內部鐵核解體后將超新星爆發,內核坍縮當作中子星,高于這個質量則坍縮當作黑洞,而更高質量的好比60-133倍太陽質量的恒星,內核溫度極高,極致能量的 γ 光子會因彼此感化發生正負電子對而湮滅,但這個過程導致能量損掉而不不變,最終內核輻射壓減小而坍縮溫度劇起用發超新星爆發,整顆恒星可能被炸散,不留一點殘骸!
跨越愛丁頓極限的恒星
40倍以上的恒星不會履歷紅巨星時代的關頭原因就是大質量恒星會接近或者跨越愛丁頓極限(太陽質量的150倍),這個是恒星的輻射壓與引力坍縮均衡的一個參考值,接近或者跨越這個極限恒星會變得基不不變,好比R136a1(太陽質量的256倍)正在大量掉去質量,據估量R136a1降生時高達320倍太陽質量(它可能是多顆恒星歸并合當作),在數百萬年間已經損掉了60倍太陽質量。
大麥哲倫星系蜘蛛星云中的R136a星團
天文學家認為在200-250倍以上的恒星極有可能直接坍縮當作黑洞,但因為對如斯高質量的恒星內核布局不太領會,甚至對這類恒星的布局也存在不確定性,是以也有可能發生與如上文的超新星爆發,中間不會留下任何天體,只有一片恒星的殘骸-星云!
這類恒星四周即使降生恒星也難以存在生命,而我們尚未發現這類巨型恒星四周存在行星,不外即使存在,那么壯大的恒星風比太陽上最猛烈的耀斑還要強得多,其四周的空間情況是極其惡劣的。
三、我們能改變這個命運嗎?
就現代人類把握的科技而言,我們是不成能改變這個成果的,氦閃更不消說了,甚至連太陽強一些的耀斑爆發我們都難以承受!
好比1989年魁海說神聊克大停電就是太陽X級耀斑爆發所致,這種地球磁場受到高能帶電粒子沖擊引起的波動在長距離輸電線上感應出的電流,導致變壓器磁經由過程飽和呈現庇護性跳閘甚至銷毀的嚴重后果,在大規模跨區域電網中是難以避免的,除非都改當作區域性自力電網,或者對這種感應電流加以檢測,實時斷開庇護電網,但停電是無法避免的。
無疑《流離地球》中將地球直接用行星策動機推走較著是最好的法子,不外可惜的是起首要讓地核冷卻,不然薄薄的地殼下就是液態巖漿,壯大的行星策動機很輕易導致地殼分裂,繼而激發火山噴發,而這對于人類來說仍然是一件難以完當作的使命。
四、哪類恒星四周才能善終?
似乎沒有一種恒星可以讓它的行星快歡愉樂過完一輩子嘛,其實也并不全對,在太陽0.5倍-0.8倍之間,有一個比力小的區間,這類恒星不會顛末中間氦元素聚積造當作的氦閃,也不會像對流層直達恒星概況的0.4倍以下紅矮星猛烈的耀斑勾當,是以對于行星來說,這類恒星最適合宜居的。
天倉五就是這樣一顆恒星,距離太陽約12光年,質量約為太陽的0.8倍,它壽命比力長,概況勾當很低,不外它是一顆比太陽更古老的恒星,另按照2004年英國由珍·格里維斯帶領的天文學家小組不雅測顯示,天倉五的塵埃盤密集度偏高,距離恒星偏近(10天文單元),太陽系的柯伊伯帶在30-50天文單元外,這表白天倉五四周的行星蒙受撞擊的概率可能比地球高十倍!
看來在哪都有不如人意的錯誤謬誤,“金窩銀窩不如本身的狗窩”,太陽系就挺好的!我們安心呆著吧,成長科學手藝,將來擴大搜尋規模,給咱地球找個更好的婆家!
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