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回顧:星雲是什麽?它是如何消失的?它和我們的太陽究竟是什麽關系?

2024-10-14科學

我們的 太陽系 從何而來,又去往何處呢?

這個問題起初困擾了科學家很久,不過隨著天文技術的發展,我們似乎發現了一個宇宙的輪回。

距離我們 1400光年 ,有一片美麗的 星雲ESO 577-24 ,它呈現少女般的 粉紅色

宇宙中的星雲是直徑最大的天體,它們能輕易超過 10光年

然而很少有人知道,看似壯麗的星雲,其實是 一座恒星的墳墓

同時,它也是 下一顆恒星的搖籃

粉紅色的ESO 577-24 星雲

星雲是什麽?

它是如何誕生的?

又是如何消失的?

它和我們的太陽究竟是什麽關系?

1400光年外傳來的這一聲嘆息,預示著我們太陽的死亡!

我們的太陽

星雲傳說

NASA拍攝到的宇宙圖片中,點選率最高的一張叫做 「創世之柱」 ,它位於老鷹星雲的心臟位置。

這一次拍攝到的 ESO 577-24 ,規模遠不如「創世之柱」,不過它距離太陽系的距離比較近,顏色比較可愛。

星雲是 宇宙中的一種天體 ,本質上是 瓦斯與塵埃的混合物 ,這些瓦斯中最多的是 氫氣和氦氣 ,此外還混合了一些 非金屬、金屬離子

由於一些原子在星雲中會發生 游離 ,所以星雲裏面會出現光點,本身還會發光。

NASA發現的創世之柱

星雲的 密度非常小 ,因為主體是瓦斯,但是它的 品質卻非常大 ,隨隨便便就能比一個 恒星系 重很多,這是因為它的 體積非常大

星雲是 宇宙中直徑最大的天體 ,也是唯一直徑能超過光年級別的存在。

通常情況下,一個星雲的範圍有 幾十光年

目前人類 還沒有進入過任何一團星雲內部 ,最有機會進入的,是太陽系的最外圍—— 奧爾特星雲

奧爾特星雲示意圖

星雲內部的溫度很低,因此瓦斯會凝結成固態,受到其他天體的影響,從而擁有自己的飛行路線。

這些 固態瓦斯 飛行過程中,會發生游離,產生光,還拖著一根長尾巴,這就是 彗星

星雲被認為是彗星的故鄉。

可是,星雲這個大的範圍和品質,只是為宇宙貢獻彗星,會不會太浪費了,它從何而來,又將去往何處,一直是一個未解之謎,直到人們發現了星雲與恒星的 「血緣關系」

彗星劃過

星雲與恒星

天文學家們用了最簡單粗暴的方法,比較恒星與星雲的成分。

卻意外發現,恒星裏 含量最多的兩種元素氫和氦 ,同時也是星雲含量最高的元素。

莫非,星雲與恒星,有什麽秘密?

透過對宇宙恒星的持續觀察,天文學家們總結出了一顆恒星的一生。

幾個恒星的大小比較

恒星誕生於一團星雲之內。

星雲內部 擁有很多原子 ,它們之間互相碰撞,開始進行 聚合反應

融合形成的大原子,對其他小原子就有了一定的吸引,於是在此基礎上不斷聚合, 氫原子們聚合在一起 ,就形成了 最初的恒星

這個時候的恒星很小,其沒有形成模樣,它還需要繼續聚合,直到它的重力再也無法吸引更多的原子為止。

星雲中誕生恒星

在恒星誕生的同時,星雲中的塵埃們也在各種作用力之下聚合,成為 巖石 ,它們中的一些會 圍繞最初的恒星運動 ,這便是最初的 巖石態行星

而距離恒星較遠的瓦斯,無法被直接吸引到恒星內部,便會聚合起來圍繞恒星運轉,這是最初的 氣態行星。

初期的恒星,表面的氫原子 融合反應還不穩定 ,會出現 忽明忽暗、忽冷忽熱 的情況。

當表面反應進行得比較均勻後,恒星進入到了自己的 主序星時期

太陽正處於主序星時期

恒星擺脫了初生時候的青澀,變得成熟、穩重。

恒星會在主序星時期停留最長的時間,當表面的氫消耗殆盡,它會進入下一個階段—— 膨脹

膨脹的恒星會 吞噬掉距離它最近的行星 ,從而瓦解自己的星系,從這一步開始,恒星的結局就與自己的品質有關了。

品質小於8個太陽 的恒星,會膨脹成 紅超巨星 ,當膨脹到極限後,就會發生 超新星大霹靂 ,最後變成一顆 中子星或者黑洞

超新星爆炸

品質小於8個太陽 的恒星,會膨脹成紅巨星,它不爆炸,而是 坍塌 ,最後變成一顆小小的 白矮星

不過,無論是超新星爆炸還是紅巨星坍塌,都會將恒星的大部份甩出去, 只留下一個內核

被甩出去的外部物質,主要成分再次變為了 氫和氦 ,它們以瓦斯的形式,混合著爆炸坍塌中產生的塵埃,成為了一團星雲,等待著形成下一個恒星。

所以,星雲是 恒星的搖籃,同時也是恒星的墳墓 ,宇宙的大部份天體,就是這樣經歷輪回。

恒星的演化

太陽的命運

我們的太陽是宇宙中一顆 非常普通的恒星 ,它現在處於主序星時期,還會熊熊燃燒大約 50億年 的時間。

在這之後,它便會膨脹成紅巨星,吞噬掉 水星、金星、地球和火星

當紅巨星形態的太陽消耗完自己的氦後,它就會坍塌,形成一顆冰冷的 白矮星

坍塌出去的物質,會成為了一團星雲,裏面的塵埃裏,就有 曾經的地球

這次新發現的
ESO 577-24星雲
,引起天文學家註意的,不是它少女粉的顏色,而是根據計算,
ESO 577-24生前的品質與我們的太陽系比較接近
,它的結局很有可能就是太陽的結局。

我們提前50億年看到了太陽的未來,或許 ESO 577-24星雲,是來自1400光年外的嘆息 ,感嘆太陽終將會死亡。

誰能想到今天發光發熱的太陽,將在未來變成一顆白矮星,它成為了太陽唯一存在過的證明。

星雲是恒星的歸宿

可是話又說回來,除了人類,誰會在意一顆普通恒星的衰亡呢?

宇宙以這樣的形式執行了 大約140億年 ,有上億顆恒星來了又走,走了又來,一次又一次輪回,於是構成了今天的宇宙。

只能說宇宙太大了,而我們實在是太小了。

那麽太陽有沒有可能不走完自己的壽命,突然熄滅呢?

太陽冷卻熄滅

太陽熄滅

理論上講,目前科學家們還 沒有找到能讓太陽突然熄滅的事件 ,不過我們可以假設。

太陽如果突然熄滅,地球要8分鐘之後才會知道。

太陽的能量來自於 氫原子的融合反應 ,太陽熄滅就意味著它上面的氫原子不再參加反應,太陽會逐漸冷卻,開始變為 瓦斯星體 ,成為一顆 超大號的「木星」

對,沒錯,科學家們猜測, 木星是一顆沒有被「點燃」的恒星

因為一個星雲裏面會誕生多個恒星,越大的星雲形成的恒星就越多。

木星被懷疑曾經是一顆恒星

但是,並非每個恒星都能順利進入之後的演化道路。

氫原子的核融合反應也是需要條件的,如果聚合而成的天體,內部的能量沒有達到形成融合反應的程度,那麽這顆恒星不會「燃燒」,也就沒有發光發熱,最後成為一顆 冷冰冰的氣態星球

所以太陽熄滅後,整個太陽系也就不復存在,大家圍繞著一顆巨型「木星」旋轉。

地球 唯一的自然光源 ,就是 夜晚天空中的星星

這個時候的 地球反而成為了整個太陽系最亮的天體 ,因為人類還可以發電,照亮黑暗。

地球的燈光

不過這電量產生的光,可能連月球都無法影響。

人類就這樣結束了嗎?

當然不會,既然太陽的能量是 核融合反應 產生的,如果 模擬太陽的原理 ,我們是否能夠制作出 人造太陽 呢?

答案是能,所謂人造太陽,其實就是可控核融合。

有了人造太陽,哪怕太陽突然熄滅了,人類也不至於落到無光可用的地步。

中國的人造太陽工程

人造太陽的目的不是讓它來代替太陽發光,而是讓它的能量,能轉化為我們所需要的。