恒星的归宿

作者:邢崇、赵经远

每至清晨,伴随着第一缕阳光洒向大地,生机勃勃的一天开始了向。就这样,一天天周而复始。然而,看似再平常不过的太阳却终究不能避免“死亡”的命运。

我们都知道,太阳之所以能为我们提供看似“无穷无尽”的能量,归根结底是它每时每刻都在辛勤的“燃烧自己”(目前来说主要是氢的聚变),而对太阳这样质量的恒星而言,差不多能“烧上”100亿年(我们也把这个过程称为主序星阶段)。又由于太阳渐渐由更重的元素更替,中心的密度、压力难免也会升高,使得氢反应地更快,这样一来我们的太阳也会越来越热、越来越亮。根据目前的模拟计算,等到了太阳演化的后期,它的亮度将是现在的2倍还要多,可想而知到时候地球会变成什么样子……

太阳(图源片来源于网络)

 

太阳已经这样燃烧了约50亿年,大概再等上50多亿年,太阳中心部分的氢便会消耗殆尽,于是一场翻天覆地的变革悄悄铺展开来。由于氢反应的停止,太阳的内部便没了产生能量的来源,最后只剩下周围的球壳状部分有氢燃烧。在球壳内不再燃烧的区域,由于抵抗引力的能量减弱,太阳的核心便会收缩,此时太阳会越来越亮,而核心外部反而开始膨胀,于是一个崭新的阶段——红巨星阶段的开始了。红巨星阶段会持续数亿年,最后,太阳的外层部分甚至会膨胀到如今的地球轨道附近。不过由于太阳质量的减小,地球的轨道也会变大,至于到时候是否会被吞没,现在也没有标准答案。不过话说回来,那都是几十亿年后的事了,说不定人类早就不在地球啦~

红巨星与太阳的大小对比(图片来源于网络)

 

白矮星

由于太阳核心的收缩,温度压力也会变大,当到达了一定程度,氦便被“点燃”了,就这样,太阳的核心一步步由更重的元素替代,就像“洋葱”一样层层递进。而最终演化到何时停止,便取决于恒星的质量,对于太阳这样的中小质量恒星来说,白矮星便成了它最后的归宿。白矮星体积很小但质量很大,太阳质量那么重的白矮星体积却只有地球那么大,所以其密度也很大。此时的太阳不再燃烧核燃料,仅靠着辐射的热能慢慢冷却,太阳系迎来的是一片寂静的世界。

白矮星艺术图(图片来源于网络)

 

中子星与黑洞

而对于8倍以上太阳质量的恒星来说,他们的死亡方式要更为轰轰烈烈。到了最后关头,伴随着极为猛烈的超新星爆炸,留下的非常致密的核心——中子星或黑洞。对于中子星来说,个头不大密度却比白矮星还要高。如果将我们的地球压成一颗中子星,它的直径将只有20多米。想想都有点震惊呢~

中子星艺术图(图片来源于网络)

 

质量大于25倍太阳质量的恒星,其结局将产生宇宙中的怪兽——黑洞。黑洞密度远远高于白矮星和中子星,其逃逸速度大于光速,而光速是宇宙中最快的速度,因此没有物体能从黑洞中逃出,它是宇宙中贪婪的吞噬者。也正因连光都无法逃脱,所以我们无法直接观测到黑洞。但是“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”,聪明的科学家总是有办法的,他们发现可以通过观测经过黑洞附近的物体在被黑洞吸收之前放出的γ射线等信息来间接探测黑洞,亦可通过观测黑洞合并所释放的引力波来获取黑洞的信息。

科幻电影《星际穿越》中的黑洞“卡冈图雅”(图片来源于网络)

不同质量恒星的演化(图片来源于网络)


       有关白矮星、中子星和黑洞的更多疑问,欢迎大家在评论区留言,小星会为你一一解答哦~

       关注公众号“星明天文台”,和小星一起踏遍星辰,收获浪漫吧~

发表评论

必填项已用*标注