08.26 太陽如果耗盡燃料,地球還會存在嗎?太陽系的變化將會翻天覆地

地球上沒有任何東西永遠存在,這是一個真理,甚至延伸到我們在天空中可以看到的所有物體。太陽給予我們太陽系的每一個世界光和熱。目前太陽的核心是將氫聚變為氦,通過每一次發生的核反應將少量的質量轉化為純能量。

這不可能永遠持續下去,因為核心的燃料是有限的。在這個過程中,太陽已經失去了相當於土星的質量,在5到70億年內它將完全耗盡其核心燃料。在膨脹成紅色巨星後,它的外層最終將被吹走,形成一個行星狀星雲,其核心將收縮至白矮星。對於局外人來說,這將是一個美麗壯觀的景象。但在我們的太陽系內部,它將導致無處不在的災難。

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關於紅巨星,首先要知道的是它是巨大的。我們總是認為我們的太陽太大了:直徑大約140萬公里,質量是地球質量的30萬倍,但與紅巨星相比,這個尺寸是微不足道的。同樣的質量下,我們的太陽膨脹成紅巨星,尺寸將是目前尺寸的100倍以上,水星和金星將被吞沒。當太陽膨脹並失去質量時,地球可能會被推出去,也許它可能被吞沒,但科學家們對它是否會存在的可能性存在分歧。

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計算正確的話,太陽膨脹成紅巨星時,地球不應被太陽吞沒。但它應該變得非常非常熱,並且將經歷災難性的變化。如果確實如此,那麼地球和火星都將會變成燒焦,貧瘠的世界。這些行星的海洋和大氣將沸騰並被剝離,我們將像今天的水星一樣變成沒有空氣的烘烤世界。這些影響將遠遠比太陽系內在的岩石世界嚴酷。

紅巨星不僅僅是巨大的,而且仍然有數千度的溫度,它發出的光度是我們太陽的數千倍。大部分噴射出的物質 - 太陽質量的三分之一到二分之一之間 - 將在極端溫度下進入我們太陽系的外部。小行星將融化,失去所有揮發性成分,只留下它們的岩石內核。

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但是氣態巨行星的質量足夠大,可以繼續保留它們的氣體外殼,當太陽變成紅巨星時,氣態巨星甚至可能還會擴大。舉個例子,我們今天在紅色巨星周圍發現的行星都將變成氣體巨星,甚至比木星更大。大量的質量離開太陽後,他們將遇到這些巨大的氣態行星,這些巨行星都有巨大的引力場。於是氣態巨行星的大小和質量增加。木星,土星,天王星和海王星都可能比現在更大,更重。

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由於太陽如此炎熱和明亮,太陽系的大部分將被絕對摧毀。每個氣體巨頭都有一個環狀系統。這些環主要由各種冰製成,例如水冰,甲烷冰和二氧化碳。由於太陽發出的極端能量,這些冰不僅會融化或蒸發掉,而且單個分子將會充滿能量,以至於它們將會從太陽系中噴射出去。

這個世界中的富含水的衛星同樣如此。歐羅巴的冰凍表面下有水冰,它會完全蒸發。對土衛二來說也是如此,除了岩石和金屬核心外,它的整個世界也會蒸發掉。實際上木星,土星,天王星和海王星周圍的所有衛星的尺寸都會顯著縮小,因為它們的大氣層蒸發,它們的外層融化並消失,這些衛星的世界只有岩石和金屬核心仍然存在。有些衛星,如果完全由揮發物製成,可能會完全消失。

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即使是來自柯伊伯帶的最大,最知名的物體也無法避免這種麻煩。像Triton,Eris和Pluto這樣的世界,即使處於遙遠的距離,也將獲得地球今天所能獲得的能量的四倍以上。他們的大氣層和表面,目前充滿著各種類型的冰和可能的地下海洋,也將完全蒸發掉。

在幾千萬年或數億年的時間裡,柯伊伯帶外層可能會有更多的溫帶條件,它處於大約80到100個地球至太陽距離元的地方。在這段短暫的宇宙時間裡,該距離的物體將獲得與地球表面大致相同的太陽光量。然而創造一個適宜居住的世界需要比陽光更多的東西; 你需要足夠的質量,合適的尺寸和正確的成分。儘管每平方米的能量幾乎相同,月球和地球的可居住性卻大不相同。

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然而即使是假設的行星九也因為太遙遠而不適合居住,而合適距離的一切星球都太小而不能容納生命。太陽系將成為一場融化的災難,只留下行星,衛星和其他物體的殘核。氣態巨星可能膨脹和生長,失去他們的環和許多衛星,但其他的一切實際上不過是一個富含金屬的大塊垃圾而已。如果你希望我們的太陽系中這些冰凍的外部世界最終能有機會發光,你會感到大失所望。當太陽到達生命的盡頭時,那些空間裡所有有意義的東西都將消失了。


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