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 氣體與塵埃的混合物 ,這些氣體中最多的是 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 電離 ,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 ,因為主體是氣體,但是它的 質素卻非常大 ,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,因此氣體會凝結成固態,受到其他天體的影響,從而擁有自己的飛行路線。
這些 固態氣體 飛行過程中,會發生電離,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質素,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 。
聚變形成的大原子,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 。
而距離恒星較遠的氣體,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 聚變反應還不穩定 ,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質素有關了。
質素小於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 超新星大爆炸 ,最後變成一顆 中子星或者黑洞 。
超新星爆炸
而 質素小於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 ,它們以氣體的形式,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 。
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 氫原子的聚變反應 ,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 氣體星體 ,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。
氫原子的核聚變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聚變反應的程度,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 核聚變反應 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,其實就是可控核聚變。
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。