當太陽恆星走向死亡的時候將呈現怎樣的圖景?天文學家和天空愛好者產生了太陽系“末日景觀”的好奇心,一直以來,太陽天文學和太陽物理學都是科學家饒有興趣探討的學科,原因之一是太陽的變化關乎地球的命運,而地球的變化關乎人類的未來。以曼徹斯特大學的天文學家為主組建了一支國際團隊,透過大資料技術的計算機模擬,他們對太陽系的終極命運給出了更為精確的預測,對太陽終極命運的時間節點提出了三點看法:
一,太陽的生命週期大約為100億年,太陽目前處在“中年期”。二,在大約50億年之後,太陽將演變為一顆滿面紅光的紅巨星,紅巨星將產生巨大的膨脹,紅巨星的邊緣將延伸到火星軌道,原地不動的地球將被紅巨星吞滅。三,太陽的亮度大約每10億年增大10%,地球的溫室效應和太陽輻射的上升將產生疊加作用,那時的地球家園不再是人類的宜居之地,地球生命將在大約10億年後不復存在。
太陽目前的年齡大約為46億年,根據太陽內部核燃燒的速度,科學家計算了太陽的生命週期,根據太陽系其它天體物質的放射性,科學家也能計算太陽的年齡,太陽系的天體和太陽的形成時間相同,它們和太陽有同樣的年齡。太陽將經歷紅巨星階段的大膨脹,在大收縮的快速變化中,死亡的太陽將轉變為一顆白矮星,在白矮星周圍將形成一片昏暗的行星狀星雲。
在死亡性的爆炸過程中,太陽一類的恆星將外層的氣體和塵埃物質拋向太空,天文學家稱之為的“包層”物質佔到了恆星總物質的一半以上。在恆星核心遺留的物質繼續燃燒,核心層的氦元素物質聚變為碳、氮、氧元素物質。當恆星核心球的引力不能進一步激發核聚變反應時,恆星的“心臟”終於停止了跳動。曼徹斯特大學的天文學研究人員指出,恆星包層在向延伸的過程中逐漸變冷,但恆星的核心球炙熱無比,這使得恆星的外層氣體發出了明亮的閃耀,持續時間長達1萬年,這在天文學家看來是短暫的時光。
太陽之類的恆星在死亡性的爆炸之後留下了形態各異的星雲,有些行星狀星雲十分明亮,人們在數千億光年遠的地方看見了它們,有些行星狀星雲則光線昏暗,十分模糊。行星狀星雲在可觀測宇宙中十分尋常,其中有著名的赫裡克斯星雲、貓眼星雲、指環星雲、泡泡星雲等,幾乎每個天文學家都有自己特別鍾愛的星雲圖案。質量不同,恆星的生命週期也不同,行星狀星雲的亮度與不同質量的恆星有關。行星狀星雲的得名實際上與行星無關。
天文學家威廉·赫歇爾在18世紀晚期首先發現了精彩紛呈的星雲,通過當時簡陋的天文望遠鏡觀測,他看到了星雲的形狀與行星的外形相同,就將這類星雲取名為行星狀星雲。天文學家曾使用外星系內明亮的行星狀星雲來測量外星系的距離。曼徹斯特大學組建的國際天文團隊發現,質量為太陽1.1倍的恆星將在死亡後留下一個幾乎看不見的行星狀星雲,我們的太陽大致如此;質量小於太陽2倍的恆星將在死亡後留下一個昏暗的星雲;只有質量為太陽3倍的恆星在死亡後才會留下一個明亮而絢麗的行星狀星雲。
與大質量的恆星相比,未來太陽的死亡方式相當溫和,大質量恆星以超新星暴的方式結束自己的生命歷程,或者轉變為一顆中子星,或者轉變為一個黑洞。當質量有限的太陽轉變為一顆紅巨星時,體積的膨脹不會無限地進行下去,太陽紅巨星的紅色火焰將抵達火星軌道,那時的地球將會“葬身火海”。在太陽轉變為紅巨星之前,在地球上居住的人類也許早已制定了向外星出發的“移民計劃”。估計太陽的亮度每10億年增加10%,那時的地面將變得火燙火燙,海水隨之蒸發殆盡。人類不至於在10億年之後才急忙編制走出地球的“出逃計劃”,也許只用數百萬年的時間,人類的科學文明開始從地球傳播到其它的宜居行星。“未來已來”是指數字化、智慧化、網路化時代的到來,不是指大尺度天文時間的到來。
(編譯:2018-5-9)