10.04 紅矮星,生命希望所在,時間的旅行者

終有一天,隨著最後一顆恆星的死亡,整個宇宙將會陷入永久的黑暗。而最後的那顆恆星也許會是一顆紅矮星。

紅矮星,生命希望所在,時間的旅行者

這是一種小型恆星,也是我們最可能發現外星生物的地方,而且,它也可能會是我們人類在宇宙變得不宜居住前最後的家園。那麼關於紅矮星我們知道些什麼呢?它又為什麼會成為我們最後的希望呢?

在我們的宇宙中,至少70%的恆星是紅矮星。它們是最小的恆星,只擁有太陽質量的7%~10%且其大小並不比木星大多少,儘管如此紅矮星本身依然十分巨大。他們也很暗淡我們不可能用肉眼看到它們,你也從未在夜空中見到過一個紅矮星哪怕用上我們所有的科技,我們只能清晰地觀察到在我們周邊的紅矮星。在地球周圍的30個恆星中,大約有20屬於紅矮星。

紅矮星,生命希望所在,時間的旅行者

像所有恆星一樣,紅矮星將氫聚變成氦,但在質量更大的恆星中,所有融合出的氦都會聚集在核心部分,而紅矮星留則有著對流,這意味著氦和氫會不斷地被混合在一起,所以在它們消亡之前,它們消耗燃料的速度慢得難以置信。紅矮星消耗得如此之慢使得他們的平均壽命是在一到十萬億年之間,而相比之下,太陽將只能再存在五十億年,因為宇宙只有 137.5億歲,還沒有一個紅矮星達到最後的發展階段。在現存的萬億紅矮星中,它們中的每一個仍然都還只是一個小寶寶。說到小寶寶,整個宇宙中最小的恆星同樣也是紅矮星,因為小小的紅矮星正好處在恆星這個定義的邊緣,只要再少那麼一點點氫,它們就將僅僅是褐矮星,這樣的恆星是不能維持長期的聚變反應。那麼,為什麼它會扯上外星人或為成為人類的另一個家?

紅矮星,生命希望所在,時間的旅行者

由於我們的太陽總有一天會消亡,我們終將尋找一個新的家,哪裡有適合居住的行星,哪裡就也可能會有外星人。開普勒太空觀測發現,所有的紅矮星中至少一半都有大約一點四倍地球質量的岩石行星,它們中許多都在可居住區——一個圍繞恆星的區域,從而使水可以維持在液體狀態,但由於紅矮星燃燒得很慢,在相對低溫下,一個行星需要和恆星靠得十分近,或許會和水星與太陽一樣近,甚至更加近。

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不過由此也將帶來一系列的問題,例如,一個行星離恆星如此接近的行星可能會被潮汐鎖定,這意味著行星的一面將總是面對著恆星。這面會變得熱得不得了,而反面的陰暗面會被凍得結冰使生命很難在上面發展。雖然,一個有足夠大的海洋行星也許能通過對流來均勻分散恆星釋放的能量,並建立某種穩定性。紅矮星的引力可能會擠壓星球並且炙烤會使得行星最終失去所有的液態水,這些行星最終可能像金星一樣變成烈火燃燒的地獄。

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另一個問題是,許多紅矮星的能量輸出並非穩定它們既可能被星斑點譴責覆蓋,導致其散發出的光中有高達40%被遮住並維持數月,這會導致行星海洋的凍結。而在其他時間,他們可以發出強大的太陽耀斑,突然爆發出的能量可能強大得不可思議。這些紅矮星的亮度可能在幾分鐘內暴增,而這可能奪走行星的相當大的部分的大氣並讓它燃燒直至灰燼。另一方面,它們極長的壽命是一大利好消息,中等活動水平的紅矮星可能是一個承載人類生活的絕佳適宜星球。地球上的生命已經存在了約四個十億年,在太陽變得過熱之前,我們還大概有十億年。之後地球上的各類生命將不可能繼續生存下去,我們要麼死光光,要麼離開地球並尋找新的家園。圍繞著紅矮星以及其合適的條件,我們或許能建立起一個持續億萬年的文明。

紅矮星,生命希望所在,時間的旅行者

在銀河系中,約5%的紅矮星有著同地球大小、可供我們居住的行星,這總共將會是40億個。但生活可能甚至不需要一個圍繞紅矮星並像地球的行星,承載生命的潛在對象也可能是一個氣態巨星的衛星,它們也被稱為超級地球,可謂是大尺寸的岩石行星單單如此,圍繞著紅矮星,就估計有600億顆可能適合居住的行星,而這些還只是在銀河系內。

紅矮星,生命希望所在,時間的旅行者

所以紅矮星對我們未來的生存可能會變得非常重要,但萬物終將逝去,哪怕是對紅矮星而言。當宇宙中最後一個萬億年壽命的紅矮星即將壽終正寢時,這將不會是一個非常壯觀的事件。當它的氫耗盡時,它會縮小成為一個藍矮星並最終完全被燃燼,在它的燃料被耗盡後,它又會轉化成白矮星,一個大小和地球相似,密度高度緊密的一個物體,主要由像是氦-4原子核的退化氣體組成由於沒有了能量來源。它的冷卻過程極為緩慢,這個過程會超過萬億年,直到它達到

其最終形態:一個寒冷的黑矮星。

紅矮星,生命希望所在,時間的旅行者

白色和黑色矮星是如此的迷人,他們應該得到自己的圖片。無論如何,在宇宙中恆星最後消失之前,這會將是一個漫長的時間過程。這是一個不錯的消息,如果在人類進軍太空成功,我們將在宇宙消亡之前依然有充足的時間。

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Kurzgesagt – In a Nutshell-觀漢居士-Amara

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