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太陽會何時又如何消亡?


2021年3月22日 - c20小編 天文在線 
   
天文在線

太陽是一個黃色,光譜為G2的主序星。黃矮星已經存在約100億年(從零齡主序到白矮星的形成),而我們的太陽大約是50億歲。主序星(如太陽)是將氫融合成氦,儘管精確的變化是根據恆星的質量變化而不同。到目前為止,主序位相是恆星壽命最穩定且最長的部分,而恆星演化後剩餘部分基本是事後想法的,即使演化的結果在夜晚的天空中是如此明顯。

(主序星圖)

隨著太陽的衰老,其亮度會穩定的增加。在接下來的五十億年里,當太陽核心中的氫被大部分耗盡時,核心就會崩塌,溫度隨之升高直到太陽將氦融合為碳。因為氦燃料源比氫會釋放更多的能力,太陽的外層會膨脹,同時泄露掉部分外層大氣至太空。當完成新燃料的轉換後,太陽的重量將會略微的減少,同時延伸到地球或火星當前的軌道(這倆星球都會有點遠,因為太陽質量略微下降)。

圖解:太陽上出現的C-3級耀斑(在左上角的白色區域),一個太陽海嘯(右上,波狀的結構)和多個絲狀的磁力線從恆星表面離開。

因為太陽的燃料能源不會與其大小成比例增加,黑體冪律表明太陽的表面溫度會比現在更低,然後變成一個涼爽的深紅色。接著,太陽會變成一個紅巨星。太陽進入紅巨星相位的幾百億或幾千億年(或稱「氦主序」;傳統主序有時被稱為氫主序,為了區分大質量恆星進入的其他主序),太陽將耗盡氦的燃料供應。

(太陽)



  

和以前一樣,當太陽離開(氫)主序列時,核心將收縮,這將相應地導致核心溫度升高

對非常大的恆星而言,第二次的核區塌縮會導致碳主序列,碳會融合成更重的元素如氧和氮。然而,太陽的質量不足以支持碳的融合,與尋找更新的燃料資源相反,太陽核心將會塌縮直到簡併電子——處於壓縮狀態的電子,其運動自由受到量子力學的限制——在引力塌縮的難以置信的壓力下粉碎,這將會停止核心的崩潰。由於電子簡併核心的形成過程中輻射出的能源,太陽的大氣層將會被吹散在太空中,形成了天文學家所稱的行星狀星雲(之所以這樣命名,是由於它類似於望遠鏡中的行星盤,而不是因為它與行星有必然的聯繫)。

對流層

輻射層

(太陽核心圖)

由此產生稠密的簡併核心被稱為白矮星,像太陽一樣的質量壓縮至地球一般的體積。白矮星一開始非常熱,但是由於白矮星是簡併電子支撐,沒有核燃料去產生更多的熱量,它們不得不冷卻下來。一旦白矮星充分冷卻——這一過程需要花上數十億年——它將被稱為耗盡的白矮星,或者黑矮星

(白矮星)

相關知識延伸閱讀

太陽或日是位於太陽系中心的恆星,它幾乎是熱等離子體與磁場交織著的一個理想球體。其直徑大約是1,392,000(1.392×10^6)公里,相當於地球直徑的109倍;質量大約是2×1030千克(地球的333,000倍),約占太陽系總質量的99.86%,同時也是27,173,913.04347826(約2697.3萬)倍的月球質量。從化學組成來看,太陽質量的大約四分之三是氫,剩下的幾乎都是氦,包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少於2%。

圖解:太陽的生命循環;未依照大小的比例繪製。

太陽是在大約45.7億年前在一個坍縮的氫分子雲內形成。太陽形成的時間以兩種方法測量:太陽目前在主序帶上的年齡,使用恆星演化和太初核合成的電腦模型確認,大約就是45.7億年。這與放射性定年法得到的太陽最古老的物質是45.67億年非常的吻合。太陽在其主序的演化階段已經到了中年期,在這個階段的核聚變是在核心將氫聚變成氦。每秒中有超過400萬噸的物質在太陽的核心轉化成能量,產生中微子和太陽輻射。以這個速率,到目前為止,太陽大約轉化了100個地球質量的物質成為能量,太陽在主序帶上耗費的時間總共大約為100億年。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. 嘭嘭嘭氣氛剛好-sciastro- Erik Max Francis

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1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自:http://sciastro.astronomy.net/sci.astro.5.FAQ

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