宇宙之中,没有什么东西是永恒的,恒星也是如此,科学家认为恒星的最终命运就是白矮星,白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小,因此被命名为白矮星。
然而根据钱德拉塞卡极限和奥本海默极限原则,如果低于钱德拉塞卡极限,就会成为白矮星,最后冷却,成为黑矮星。大于钱德拉塞卡极限的恒星就会从恒星到白矮星再到中子星,若是星体质量超过奥本海默极限(中子星的质量上限),自引力要压倒中子的简并压力,星体将继续坍缩为黑洞。
根据这个法则,我们可以推算出,在四十亿至五十亿年之后,我们的太阳也将消耗尽所有的燃料, 届时会演化成一个臃肿的红巨星,在这个阶段太阳将会变得异常巨大,位于轨道内侧的行星会被火球吞噬,地球也未能幸免。
然而科学家经过仔细研究之后发现,在10亿年之后,太阳就会摧毁地球上的所有生命,因为太阳是靠核聚变发光发热,而氢聚变为氦,随着时间的推移,氦的含量会增加,之对于还没有经历3氦过程(3个氦原子核(α粒子)转换成碳原子核的过程,通常发生在恒星的老年)的太阳来说,氦是惰性物质,是杂质,对氢的聚变反应是有害的,氦会稀释了核燃料氢,导致燃料质量的下降,并进而引起核聚变功率密度的降低,单位体积产热减少,(在核心不扩大的情况下)热压力不足以对抗重力收缩,于是核心会通过收缩获得更高的密度、压力和温度以对抗重力。
而在恒星内部,引力将所有的气体拉向中心处。当恒星还以氢原子为燃料时,氦的生成会制造出足够的外向压力,平衡引力的作用。然而,当恒星核心没有足够的燃料时,引力就开始发挥主导作用。
最终,引力会导致恒星向中心压缩,核心将塌缩,直到温度达到氦燃烧的燃点。开始燃烧核心——此时已经充满了氦,这就是我们刚才说的3氦过程。氢气层的燃烧显著增加了恒星的亮度。
这样的结果就是,每隔10亿年,太阳的亮度会增加10%,最终,颜色从白-热变成了红-热。因此,此时的恒星变得更亮、更红而且体积更大,我们将其称为“红巨星”。尽管地球轨道也可能向外扩张一些,但并不足以抵抗太阳的引力作用。届时地球将被太阳吞噬,分崩离析。
这就意味着,在10亿年时,地球会变得越来越热,因为对太阳来说,亮度增加10%听起来似乎并不是什么大事,但对地球生命而言,这就是灾难性的。
10%的能量变化已经足以改变太阳系适居带的范围。适居带是指行星系中适合生命存在的区域,在这一区域内,行星表面可以存在稳定的液态水。到那个时候,海洋被蒸发后越来越多的水汽会聚集在大气中,并形成温室,加速海水蒸发,最后地球上将滴水不剩,因此地球开始逐渐退出可居住区,随着地球进入烘烤期,大型生命将逐渐灭绝。,那个时候,地球可能会变成另一颗金星,完全无法生存。
而那个时候,人类有两个选择,一个是在太阳系之中,寻找另外一个家园,这个时候火星就是一个很好的选择,因为火星的轨道更靠外一些,随着太阳亮度的增加,火星将进入适居带内。
另外一个选择就是得益于科技的发展,人类可以进行光年旅行,迁居到其他星系的适宜星球,比如拥有K系矮星的星系。银河系主要存在三类恒星:G型类日恒星(比如太阳);质量比太阳小、温度比太阳低的K型矮星;比K型矮星更暗、温度更低的M型红矮星。
M型矮星表面温度更低,宜居带相对较窄,位于宜居带内的行星距恒星很近,受到的X射线和紫外线辐射极强,强度可能是地球受到太阳辐射强度的上万倍。持续不断的耀斑和日冕物质抛射会抛出大量等离子体和高能粒子,轰击其行星。并不适合生命的居住。
而K型矮星的寿命从150亿年到450亿年不等。没有活跃的磁场产生强X射线和紫外线辐射以及高能爆发,因此,它们爆发耀斑的频率很低,其行星受到的致命X射线辐射也弱得多。
科学家通过巡天项目发现了一颗名为开普勒-442b的行星,其绕转的恒星开普勒-442就是K系矮星。开普勒-442b比地球大60%,公转周期为385天,只比地球公转周期长5%。
如果一颗行星比地球大10%,它将有更多的表面积来生活。如果它的质量是地球的1.5倍,它的内部将保留更多来自放射性衰变的热量,将保持更长时间的活跃,并保持更长时间的大气层。
开普勒-442b也被认为是最适合人类星际移民的超级地球,不过开普勒442b距离地球1100光年。除非人类可以实现跨光年旅行,否则就是一个美好的梦。
但不管怎么样来说,人类应该要去保护我们的蓝色家园,如果我们不去珍惜它,或许等不到太阳来破坏,人类就已经将地球摧毁。
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