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宇宙中存在著各種各樣的天體,有強大的黑洞、中子星,能夠發(fā)光發(fā)亮的恒星,此外還有大量的行星、矮行星、小行星以及行星的衛(wèi)星等等。
太陽是一顆能夠發(fā)光發(fā)熱的恒星,而地球則是一顆圍繞太陽運行的行星,除了地球以外,太陽系中還有其余的七顆行星。有趣的是,恒星并不是恒存永續(xù)之星,反而倒是地球這樣的行星才沒有理論上的壽命限制。這就有點問題了,我們知道包括地球在內(nèi)的所有太陽系天體都是在太陽的引力作用下才得以有序運行,而太陽作為一顆恒星,終有一日會熄滅,到時候圍繞它運行的行星們又將面臨怎樣的命運呢?在宇宙之中,恒星的質量存在著很大的差別,而不同質量的恒星將會給周圍的行星帶來不同的結局。
太陽是一顆黃矮星,而在宇宙中還有很多比太陽小得多的恒星,我們稱之為紅矮星。
紅矮星因為本身質量小,所以內(nèi)部的核聚變相對和緩,發(fā)出的光度相對較低,不過也正是因為如此,紅矮星的壽命要比那些大質量的恒星長得多,它們的理論壽命可以達到數(shù)百億年,乃至上千億年,目前宇宙中最為久遠的紅矮星的壽命與宇宙年齡是相等的。紅矮星憑借自己溫和的體質,不僅延年益壽,也許諾給了它周圍的行星一個美好的未來。在數(shù)百億年之后,當紅矮星的燃料耗盡,它并不會進行什么絢麗奪目的表演,它會慢慢地悄然熄滅。
紅矮星的熄滅并不會給周圍的行星帶來太大的影響,這些行星會繼續(xù)運行在這顆熄滅的恒星周圍,只不過從此不再有些許光亮。
像太陽這樣的黃矮星,并不會甘于悄然落幕,隨著氫元素的耗盡,氫核聚變減弱,向外的輻射擴張壓降低,于是整個恒星的內(nèi)部壓力和溫度會迅速提升,于是氦元素的聚變被點燃了,從此恒星將有氫核聚變階段進入到氦核聚變階段。此后恒星內(nèi)部的核聚變會不斷向更重的元素推進,至于最終能走到哪一步,這取決于恒星的質量大小,像太陽這樣的恒星,內(nèi)部的聚變大概會進行到碳或氧為止,在這一過程中,太陽的體積會不斷膨脹,成為一顆紅巨星。
太陽的體積會膨脹多少?
大概恰好能夠吞沒地球軌道,也就是說水星、金星以及地球,最終都會融入太陽,而地球軌道外側的五顆行星則能夠幸免于難。最終太陽會在核聚變徹底終止之后坍縮為一顆密度很大的白矮星,然后便開始了漫長的冷卻過程,如果時間允許,在上百億年之后,它會最終冷卻為一顆黑矮星,而沒有被其吞沒的行星,有些會依舊陪伴在它的身旁,而有些則可能因為引力的改變而變?yōu)橐活w流浪行星。如果一顆恒星的質量在太陽的8倍以上、30倍以下,那么它將會有一個極為絢麗的落幕,因為它內(nèi)部的核聚變將會一直被推進到鐵元素。
鐵元素是恒星聚變能夠達到的最后關卡,因為鐵元素的聚變會由釋放能量轉為吸收能量。
所以在這一時刻,恒星聚變所產(chǎn)生的向外的輻射擴張壓將會徹底消失,整個恒星將會向中心急劇坍縮,在達到一定閾值的時候會出現(xiàn)反彈,于是一瞬之間海量的能量被釋放了出來,極為廣闊的宇宙區(qū)域都將被點亮,這一過程就被稱之為“超新星爆發(fā)”。爆發(fā)過后,它將坍縮為一顆中子星。超新星爆發(fā)是一種極為劇烈的天體活動,不僅圍繞這顆恒星運行的行星會被這股能量所摧毀,就算是位于50光年之外的行星,生態(tài)環(huán)境也會因為這股能量的沖擊而被破壞殆盡。
如果一顆恒星的質量超過了太陽質量的30倍,那么情況又會有些不同。
它的聚變活動同樣會進行到鐵元素,之后也會發(fā)生超新星爆發(fā),不過最后的產(chǎn)物并不是一顆中子星,而是黑洞。黑洞是宇宙中已知的最強大的天體,它會吸引并吞噬掉周圍的一切物質。所以這顆恒星周圍的恒星,先是會在恒星的膨脹過程中被吞噬,沒有被吞噬掉的會在超新星爆發(fā)的過程中被摧毀,而摧毀后的殘渣最終會歸于黑洞。當黑洞的周圍再沒有任何物質可以吞噬,黑洞周圍的吸積盤便會失去光亮,于是黑洞便成為了一種完全隱形的天體,因為在黑洞視界之內(nèi)逃逸速度超越了光速。
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