作者:石兰(抄袭必究)
在恒星绵长的生命周期之中,行星状星云是大多数类太阳恒星演化的终究阶段,而这个逝世的进程则蕴藏了许多细节信息,并不只仅简略地将氢气融入氦气之后开释出了热量。坐落星云中的每一个存在体,都像在总结耗费数十亿年之后、并终究到达该状况的一个快照,虽然咱们或许永久都难以通过肉眼来调查这一切。哈勃太空望远镜捕获了行星状星云NGC 5307的相片,该恒星剩余现已抵达了自己生命的结尾,而咱们的太阳也将是这样的命运走向。这不只让科学家们对它曩昔的阅历发作了爱好,也再次提醒了太阳系的未来将怎么演化,以及行星状星云是否是恒星演化的完毕。
恒星生命的终究阶段不等于演化完毕
行星状星云NGC 5307主要在南半球可见,能够在半人马座中调查到,它与咱们的地球大约相距一万光年。这是它生命演化的终究阶段,也是一切类太阳恒星的终究命运。当此类恒星的生命走到止境,首要成为了一颗红巨星,当其中心发作核聚变并发作能量,便会不断地企图将星团分隔。但跟着红巨星阶段的完毕,恒星的引力和核聚变能量之间将无法到达平衡,导致了该恒星中心开端崩塌,以及表面层的向外弹出。所以,就剩余了咱们调查到的恒星剩余,即:发光外层环绕着一颗白矮星,也便是红巨星的中心剩余物。但是,这并不意味着恒星演化的完全完毕,由于它的那些外层依然还处于冷却和移动的状况之中,然后才会在接下来的几千年时刻里逐步散失,并在终究剩余一颗暗淡发光的白矮星。
白矮星主要是由密布的电子简并物质构成,虽然它依然闪烁着光辉,但却只会开释贮存的能量,而不会发作交融反响。当热脉冲期间流出的气体层被散发出的能量所冲击,便会导致气体的电离,当其被点亮之后便成为了所谓的行星状星云。NGC 5307就像是类太阳恒星生命完毕时的一瞥,而邻近的行星都在其扩展期间被炸毁,只要气体在空间里充满,当然,这些气体终究也都会脱离恒星消失殆尽。行星状星云这个阶段大约在历时一万年左右之后,前类太阳恒星会终究成为一颗弱小的白矮星,并坚持这样的状况长达数万亿年。
就理论上而言,在前恒星完结白矮星这个进化阶段之后,它将成为一颗不会开释能量的黑矮星,并在这个时期之内完全冷却。但是,到现在,科学家们并没有调查到过黑矮星的存在。究竟,咱们世界自身一百多亿年的年纪,也无法到达让一颗恒星进化到设想的黑矮星状况。或许你有所不知,那些从行星状星云中排放出的气体并不是毫无用处,当太阳的后期演化处于混乱状况时,它能够和其他物质一同组成一种比氦和氢更重的元素发作。科学家们将其称之为金属,它们将在另一颗星球的构成中发挥重要作用,不管是这颗被其丰厚了的、行将诞生的恒星,仍是环绕这颗重生恒星所构成的下一颗行星。
NGC 5307提醒了太阳系怎样的未来
没错,当一颗恒星开端老化,到其抵达生命的结尾,虽然伴跟着快速改变的阶段,但的确是一个特别绵长而缓慢的进程。咱们的太阳终究会像NGC 5307相同,它的气体外层也将在其成为红巨星的时分被扔掉。之后的几十亿年里,太阳自身会发作一系列改变,并终究成为白矮星,其行星状星云流下的气层将会被点亮。咱们地球上的生命之所以能够在此繁衍生息,离不开太阳将氢气交融到中心内部的氦气中这个进程,由于这样的交融能够开释出满足的能量,虽然交融自身并不会发作太多热量。但是,这样的局势并不会永久不变,静水平衡并不能一向继续下去,也就说恒星交融的向外压力和自身引力的向内压力之间的平衡,会跟着时刻的推然后难以坚持。
在太阳重复将氢气融化为氦气的这个进程中,不只会开释出巨大的热量,还将导致其自身质量的削减,咱们的太阳并不像平常肉眼看上去的那样,安稳而没有改变。而且,只要是存在于大自然中的物体,都不会是永恒不变的状况。太阳在一秒钟时刻里能够将氢气融化为氦气的体量能够到达6亿吨左右,也正是通过质量的失掉、然后取得将物质转化为能量的根底,太阳在自己大约45亿年的年纪里所失掉的质量,能够与木星的质量相比较。由于失掉的分量过多,太阳的平衡行为终究会被完全打破,导致其重力的向内力难以交融向外力,所以,它步入了红巨星阶段。科学家们预估,太阳从现在的形状演化为一颗红巨星,大约是发作在50亿年之后,到了那时,包含水星、金星、乃至是地球在内的行星,或许它们都由于太阳的拓宽而被吞没。当太阳的亮度能够到达现阶段的两倍以上,地球从太阳所获取到的能量,便会到达现在金星的能量相同多,这对生命而言并不友爱。
太阳将会在红巨星这个阶段,通过五亿年左右的时刻进行翻倍,成为一个次级巨星,然后再通过五十亿年的时刻,将自己的规划增加一倍,此刻的它相当于之前的两千倍左右巨细。那时的太阳无意是巨大而亮堂的,具有极高要挟性的它一起也耗费了坐落太阳系中的其他行星。简而言之,即便恒星在成为红巨星的进程中会失掉必定的质量,但它终究会胀大成一个巨大的星球,由于质量的丢掉换得了较小的重力来紧缩恒星。坐落红巨星分支上的太阳中心被一层氢气围住,许多活动都被紧缩到一亿年的时刻里,比方氦气亮光,太阳质量的40%都将被焚烧,中心中大约6%的氦都会转化成碳,并逐步变得愈加巨大而闪烁。
跟着扩张的加快,太阳会变得越来越不安稳,咱们曾认为极其坚定的太阳,开端处于渐近巨型分支阶段,在该阶段的前期大约会花费2000万年的时刻,以交融更多碳的壳体和将氢气融入氦气的另一个壳体,并在一系列脉冲和丢失质量的进程中发作轰动。脉冲导致的太阳胀大能够继续十万年左右的时刻,而咱们的太阳则可能在此阶段阅历四次脉冲,并在被它们打败之后平静下来,掉落外层之后的它成为了一颗白矮星,而它的质量大约是原始太阳质量的一半左右。事实上,每个行星状星云都具有不同的形状,而在它们的中心都有一颗白矮星,而咱们的太阳终究也将会和这些星云相同,来到自己生命演化的终究阶段。