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当地球被红巨星太阳“吃掉”时,会瞬间融化吗?

在54亿年后,太阳将进入所谓的红巨星演化阶段。一旦堆芯中的氢耗尽,堆在那里的惰性氦灰变得不稳定并在自身重量下崩塌,剧烈的温度这将导致地核变热,密度变大,导致太阳体积变大。据计算,不断膨胀的太阳将变得足够大,足以包围水星、金星甚至地球的轨道。即使地球在被吞噬的过程中幸存下来,它与这颗红色太阳的强烈热量的新接近也会烧焦我们的星球,使生命完全不可能生存下去。然而,天文学家注意到,随着太阳的膨胀,行星的轨道也可能发生变化。当太阳到达恒星演化的后期阶段时,它将通过强大的恒星风损失大量的质量。基本上,随着它的增长,它会失去质量,导致行星向外旋转。所以问题是,膨胀的太阳会超过向外旋转的行星,还是地球(甚至金星)会逃脱它的控制?根据薛定谔和史密斯的说法,当它到达71亿年的年龄时,太阳的亮度将比现在高67%。当太阳在75.9亿年后变成一颗红巨星时,它的质量将开始迅速减少,当太阳真的开始膨胀时,它会迅速膨胀,在500万年内席卷整个太阳系内部。然后它将进入相对短暂的氦燃烧阶段,这一阶段大概持续1.3亿年。在这一阶段,它将扩展到水星轨道,然后是金星这将使地球成为离太阳最近的行星,但不是在太阳内部。然而,到了这个时候,地球将被无情的太阳蹂躏,所有的生命,所有的水,所有的大气层都将被剥夺。当它接近地球时,它将损失4.9×10的20次方吨质量,这个质量是地球的8%。随着太阳年龄的增长,内部核聚变炉成熟,以容纳核心不断增长的氦“灰”(或氢聚变的副产品),太阳将从核心熔化氢气,转变为在一个包裹着难以置信密度的氦核心的外壳中熔化氢。在接下来的10亿年左右,它的亮度上升到致命的2.2倍;再过几百万年,它的亮度就上升到原来的34倍;在那之后的几千万年里,它的亮度就跃升到105倍,然后在4000万年后飙升到2300倍。有趣的是,一旦太阳达到它作为红巨星的最大亮度,它每六百万年燃烧的核燃料将比之前110亿年作为主星序恒星所消耗的核燃料还要多。但这时候地球还能生存吗?关于这一点,科学家提出了两个可能,一个是坏消息,一个是好消息。坏消息是地球将无法在太阳的膨胀中存活下来,地球上所有的生命都将在几十亿年后消失。地球很长一段时间就会变成光秃秃的岩石,没有水和大气,然后变成熔融的岩石,然后变成沸腾的岩石。即使地球可以扩展到比现在远50%的轨道上,达到了1.5AU,它也没有机会存活(1AU是一个天文单位,代表了地球和太阳的平均距离)。膨胀的太阳将在到达红巨星阶段的顶端之前吞没地球,而太阳还有0.25au和500000年的增长时间。一旦进入太阳大气层,地球将与气体粒子相撞。它的轨道会衰变,它会盘旋向内。如果地球现在离太阳稍微远一点,在1.15au,它将能够在膨胀阶段存活下来。如果我们能把我们的星球推到这个距离,我们也会有一丝希望。然而,这样的言论完全是推测性的,目前还属于科幻小说的范畴。好消息是,早在我们的太阳进入红巨星阶段之前,它的可居住区就会消失。天文学家估计,这个区域将在大约10亿年后扩展到地球轨道之外。加热的太阳会蒸发掉地球上的海洋,然后太阳辐射会把水中的氢气吹走。地球再也不会有海洋了,它最终会融化。为什么这是个好消息呢?因为这样做的好处是,我们可以满怀信心地说,人类将被迫在被太阳吞噬之前离开自己的“巢穴”。考虑到我们正在处理的时间线远远超出了我们真正能处理的范围,我们甚至不能确定其他灾难性事件是否会更早地夺走我们的居住地,或者说我们不会远远超过我们目前的进化阶段。而且太阳可居住区边界的变化也将改变太阳系。虽然地球,只有1.5AU,将不再属于太阳的可居住区,但太阳系外的大部分地区将是新的宜居地。这一新的可居住区将从49.4AU延伸至71.4AU,已经达到了柯伊伯带,这意味着以前冰封的星球将融化,液态水将出现在冥王星轨道之外。届时人类或许有更多的选择。

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