当太阳末年时,它的体积将缩小到地球的大小。成为一颗奇异星球!
2023-09-11 来源:旧番剧
当太阳末太阳的体积为地球的130多万倍,在它面前,地球就是一个小不点。但是如此庞大的太阳,50亿年后,它的体积将会缩小到地球大小。也就是说,未来的太阳会变成一个和地球差不多大的星球,并且它的表面将发出耀眼的白光。

那么这时的太阳系中心将不再是一颗体积庞大的天体,而是一颗体积和地球一样发给耀眼白光的白矮星。那这又是为什么?为什么未来的太阳会缩小到地球的大小?今天我们就来了解下恒星的体积为什么会缩小。我们称之的太阳在天文学中是被称为黄矮星的一类恒星,当然,宇宙中不只有黄矮星这类行星,还有比太阳大的蓝超星,比太阳小的红矮星等。而黄矮星则是宇宙最多的一类恒星。

我们银河系内大约97%的恒星都为黄矮星,而这些不同种类的恒星则会有不同的寿命以及不同的命运。决定这一切的则是来自恒星自身的质量,质量越大的恒星寿命越短,像太阳这样的黄矮星,寿命大约是一百亿年,比太阳大的蓝超巨星,寿命大约就是千万年左右。但像红矮星它的寿命则会有几百亿年,这个就是恒星的寿命质量越大,死亡的就越快。

恒星的质量也决定着恒星最后体积的大小,这个也有点反常,质量越大的恒星最后反而会变得越小。像太阳这样质量的恒星体积会缩小到地球大小,比太阳大8倍,质量的恒星体积会缩小到一个城市那么大。若是质量再大的话,它的体积就会缩小无限小,但是它缩小的只是体积,它的质量并没有太多的变化。也就是说,恒星最后的状态是不断把自身往高密度的致密天体压缩。质量越大的恒星体积缩的越小,也就说明它的密度越大。

像太阳缩小户的密度大概会是每立方厘米几十吨重,而比太阳大8倍,质量的恒星缩小后会形成一个密度达每立方厘米1亿吨重的致密天体,质量再大就会形成密度无限大的天体。这也就是我们所说的白矮星,中子星以及黑洞。那为什么质量的大小可以决定恒星的寿命以及恒星最后的体积。

我们先来了解下恒星的寿命,恒星之所以发光发热,是因为内核的核聚变。所以判别恒星的演化阶段是以其内核的反应物质来区分。我会把以氢为主燃料的恒星称为主序星,也就是壮年时期。而这个阶段会占据恒星一生的90%。所以只要这个演化阶段结束,恒星就会进入末年时期,直到内核反应熄灭恒星就会死亡。

因此,恒星寿命的长短主要是在主序星阶段,也就是以轻为内核反映的时期。而质量之所以能绝对恒星的寿命则是因为质量越大,恒星内核的氢就会燃烧的越快。主序星阶段就维持的越短,所以恒星的寿命就会缩短。至于它的体积,我们先来了解一下恒心内部的受力情况。上面提到恒星的能量来源是来自内核的核聚变,也就是我们地球的核武器,氢弹爆炸释放的能量,想想氢弹爆炸有多么恐怖,再想想千亿颗氢弹同时爆炸,这个就是恒星内部的情况。

而恒星之所以没有被炸的四分五裂,则是来自其自身的强大助力。它硬生生将这样的能量压得无法爆发,从而使得恒星稳定存在,这就是恒星的树立,一个是内核向外爆发的,另一个是向内挤压的力。而上面我们提到恒星的寿命是随着内核反应的逐渐熄灭而终结。这就意味着,随着恒星内核反应的终止,它的受力将不再平衡。强大的重力没有了支撑,所以它又会在重力的作用下向内核急剧收缩,直到有个力能阻止住你时,收缩才会停止。

这个就是恒星体积收缩的原因,而质量越大,体积就会缩得越小,则是因为,当恒星在自身的重力下向内核收缩时,由于原子本身存在的力,可以支撑功力,使得恒星再次树立平衡,收缩就会停止。可若是重力增,大连原子力都无法支撑时,重力就会打破原则,使得恒星体积再次收缩,也就是质量越大的恒星重力就越强大,就会越容易打破和它抗衡的力,它的体积就会缩得越小。这也就是我们所说的钱德拉塞卡极限以及奥本海默极限。

当白矮星的质量超过1.4倍,太阳质量是打破钱的拉塞卡极限,它就会从地球大小缩为一个城市大小,成为中子星。当中子星的质量超过3倍。太阳质量的奥本海默极限时,体积就会缩为无限小,成为一颗黑洞。而我们太阳的质量则无法打破钱的拉塞卡极限,所以只能缩为地球大小,成为一颗白矮星,一颗密度为每立方厘米几十吨重的致密天体。这就是太阳最终的结局,当然这也是50亿年之后的事情了。