太阳能活多少年?
太阳的寿命还有大约50亿年。太阳已经是一个恒星,和宇宙中千千万万的恒星一样,都是通过核聚变的方式来发光发热,但是太阳热内部的一些元素比如说氢元子总有一天会被燃烧殆尽的,到时候太阳也会停止燃烧。
正是有太阳的光和热的照射,地球上的生命繁衍与繁荣太阳的功劳是占有一大半的,正是因为它的存在,我们人类才得益于有了生命,有了人类文明。
太阳的质量和体积:
天文学家根据开普勒行星运动的第三定律,利用地球的质量和它环绕太阳运转的轨道半径及周期,还可以推算出太阳的质量为1.989×10³⁰千克,这个质量是地球的33万倍。并且集中了太阳系99.86%的质量。但是,即使这样一个庞然大物,在茫茫宇宙之中,却也不过只是一颗质量中等的普通恒星而已。
由太阳的体积和质量,可以计算出太阳平均密度为1.409克/厘米3,约为地球平均密度的0.26倍。太阳表面的重力加速度等于273.9810米/秒2,约为地球表面重力加速度的28倍,如果一个人站在太阳表面,那么他的体重将会是在地球上的20倍。
至今太阳已经存在了大约46亿年,但它并非亘古不变,和其它恒星一样,在大约50亿年之后,太阳便会度过主序星阶段,逐渐开始走向死亡,直至完全冷却熄灭。
相对于其它恒星,太阳其实并不算大,同时,较小的质量也赋予了太阳更长的寿命。虽然早已度过了长达46亿年的时光,但现在的太阳正值中年,内核部分的氢元素依旧充足,核聚变反应非常稳定。
但这种稳定并不能一直存在,在大约40亿年之后,太阳内核的氢将会燃烧殆尽,由核反应产生的氦占据主导地位。这时候,内核部分的压力越来越大,喷射出来的能量也越来越多,太阳外壳也会因为极高的温度和能量而逐渐膨大,当温度达到一定程度时,内核部分的氦元素将会被点燃,开始核聚变反应产生碳。
当氦元素消耗殆尽之后,因为质量较小,内部的温度和压力不足以让核反应继续发生,所以内部产生的能量逐渐减少。这时候,内核部分因为不能抵抗重力而发生坍塌,而外壳则因为压力的变化而走向崩溃的边缘。
最终,在大约50亿年之后,随着一声猛烈的爆炸,太阳将外壳完全抛射而出,这些外壳变成大片星云,漂浮在宇宙中,等待再次形成新的星球。
而内核则成为一颗和地球大小相似的白矮星,它的密度极大,每立方厘米的质量可以高达10吨。
因为白矮星已经丧失了产生核聚变的能力,所以它身上所有的能量都来源于红巨星阶段的残留,在随后长达几十亿年的时间里,白矮星的光芒会逐渐黯淡,温度也会越来越低,直至熄灭成为一颗黑矮星,并永远存在。
虽然太阳从主序星到黑矮星需要横跨上百亿年的漫长时光,但太阳系的其它星球在太阳变成红巨星之前,就将面临不同的命运。
在太阳成为红巨星时,体积将会膨胀高达260倍左右,早已超过了地球的轨道,同时,地球要么被太阳吞噬,要么在引力的作用下被推往遥远的星空。但无论如何,地球的命运都将走向另一个阶段。
虽然太阳系最终会因为太阳的陨落而不复存在,但这个横跨数十乃至上百亿年的时间对人类来说实在太过漫长,相比之下,人类自身的危机更值得我们警惕。
我是余小明,我们下期再见!
参考资料:
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科学家们通过研究,大概估算出了太阳已经存在的岁月,太阳从诞生到现在已经存在了大约50亿年。在这50亿年里,太阳从未停止发光发热,整个太阳无时无刻不在进行着核聚变,因为太阳的体积与质量都过于庞大,所以,经历了50亿年的消耗,太阳现在依然处在“壮年”阶段!
根据天文学家的测算,按照现在太阳的辐射量,如果没有意外的情况,太阳还可以继续存在近50亿年!也就是说,太阳的寿命大概在100亿年左右,这对于人类来说是无法度量的时间!
假如我们能活到50亿年之后,我们会看到怎样的太阳呢?那时候,太阳在内部的核燃料用尽后首先会体积变大,变成红巨星。红巨星靠燃烧太阳外层的核燃料继续保持发光发热。等到所有的燃料燃尽后,在太阳自身巨大的质量形成的万有引力的作用下,太阳外层的物质会迅速向中心榻缩成密度极大、原子紧密排列的白矮星。白矮星靠太阳残留的少量热量继续发出微弱的光芒。在最后的一点热量耗尽后,太阳将最终变成一颗不发光也不发热的冰冷的黑矮星。因为太阳的质量不足以成为黑洞,所以黑矮星就是太阳最终的命运!
太阳是一颗黄矮星,寿命约为100亿年,目前太阳约45.7亿岁,约50-60亿年后,太阳的氢元素全部消耗尽后,太阳的核心将发生坍缩,导致温度上升,这一过程会持续到太阳将氦元素聚变成碳元素。
二十年前,天文学家对太阳直接和间接的测量结果都表明,太阳的金属丰度在1.8%左右;然而,最新的太阳光谱测量表明,太阳的金属丰度仅有1.3%,远低于之前的测量结果,相应的,太阳的寿命也会减少10亿年。
大气模型影响太阳寿命估算
最新研究所采用的太阳光谱测量通常是指天文学家通过太阳光谱分析得出氢、碳、氮、氧、铁等所有能测的元素的谱线,然后和太阳大气模型给出的谱线进行比较,当两者一致时,大气模型中所采用的氢、碳、氮、氧、铁等元素的丰度就认为是太阳光球层的元素丰度。
“但是,这种方法无法获得氦、氖、氩等惰性气体的相对丰度。太阳表面的氦元素丰度只能由日震学推断给出。”杨伍明说。
在恒星演化中,如果其他条件不变,金属丰度减小会导致中心核反应产生的能量更容易向外辐射。而能量容易向外辐射,则会导致恒星更容易收缩,使得恒星中心的密度、温度等增大。
更重要的是,密度、温度的升高会使氢燃烧速率加快,从而导致中心氢燃烧的总时间缩短,也就是太阳模型的主序寿命缩短。但如果其他条件改变,比如氢元素丰度增加或者考虑太阳的自转对其演化的影响,那么前面说的寿命减少就不存在。
以上内容参考:人民网——太阳要少活10亿年? 这影响的可不只你我
太阳进入晚年期后,当太阳中心缺少足够的氢时,太阳的球核开始收缩,太阳外层的氢继续变成氦,星体急剧变大,变成红色,形成红巨星.太阳在红巨星的阶段持续10亿年后,亮度升高到今天的几十倍,不段将外层物质抛向太空(这就是所谓的太阳爆炸),在星体周围形成行星状星云,太阳的球核也进一步收缩,形成体积很小,密度很高的白矮星.
最后,它将慢慢"熄灭",成为暗矮星.