我们的 太阳系 从何而来,又去往何处呢?
这个问题起初困扰了科学家很久,不过随着天文技术的发展,我们似乎发现了一个宇宙的轮回。
距离我们 1400光年 ,有一片美丽的 星云ESO 577-24 ,它呈现少女般的 粉红色 。
宇宙中的星云是直径最大的天体,它们能轻易超过 10光年 。
然而很少有人知道,看似壮丽的星云,其实是 一座恒星的坟墓 。
同时,它也是 下一颗恒星的摇篮 。
粉红色的ESO 577-24 星云
星云是什么?
它是如何诞生的?
又是如何消失的?
它和我们的太阳究竟是什么关系?
1400光年外传来的这一声叹息,预示着我们太阳的死亡!
我们的太阳
星云传说
NASA拍摄到的宇宙图片中,点击率最高的一张叫做 「创世之柱」 ,它位于老鹰星云的心脏位置。
这一次拍摄到的 ESO 577-24 ,规模远不如「创世之柱」,不过它距离太阳系的距离比较近,颜色比较可爱。
星云是 宇宙中的一种天体 ,本质上是 气体与尘埃的混合物 ,这些气体中最多的是 氢气和氦气 ,此外还混合了一些 非金属、金属离子 。
由于一些原子在星云中会发生 电离 ,所以星云里面会出现光点,本身还会发光。
NASA发现的创世之柱
星云的 密度非常小 ,因为主体是气体,但是它的 质量却非常大 ,随随便便就能比一个 恒星系 重很多,这是因为它的 体积非常大 。
星云是 宇宙中直径最大的天体 ,也是唯一直径能超过光年级别的存在。
通常情况下,一个星云的范围有 几十光年 。
目前人类 还没有进入过任何一团星云内部 ,最有机会进入的,是太阳系的最外围—— 奥尔特星云 。
奥尔特星云示意图
星云内部的温度很低,因此气体会凝结成固态,受到其他天体的影响,从而拥有自己的飞行路线。
这些 固态气体 飞行过程中,会发生电离,产生光,还拖着一根长尾巴,这就是 彗星 。
星云被认为是彗星的故乡。
可是,星云这个大的范围和质量,只是为宇宙贡献彗星,会不会太浪费了,它从何而来,又将去往何处,一直是一个未解之谜,直到人们发现了星云与恒星的 「血缘关系」 。
彗星划过
星云与恒星
天文学家们用了最简单粗暴的方法,比较恒星与星云的成分。
却意外发现,恒星里 含量最多的两种元素氢和氦 ,同时也是星云含量最高的元素。
莫非,星云与恒星,有什么秘密?
通过对宇宙恒星的持续观察,天文学家们总结出了一颗恒星的一生。
几个恒星的大小比较
恒星诞生于一团星云之内。
星云内部 拥有很多原子 ,它们之间互相碰撞,开始进行 聚合反应 。
聚变形成的大原子,对其他小原子就有了一定的吸引,于是在此基础上不断聚合, 氢原子们聚合在一起 ,就形成了 最初的恒星 。
这个时候的恒星很小,其没有形成模样,它还需要继续聚合,直到它的引力再也无法吸引更多的原子为止。
星云中诞生恒星
在恒星诞生的同时,星云中的尘埃们也在各种作用力之下聚合,成为 岩石 ,它们中的一些会 围绕最初的恒星运动 ,这便是最初的 岩石态行星 。
而距离恒星较远的气体,无法被直接吸引到恒星内部,便会聚合起来围绕恒星运转,这是最初的 气态行星。
初期的恒星,表面的氢原子 聚变反应还不稳定 ,会出现 忽明忽暗、忽冷忽热 的情况。
当表面反应进行得比较均匀后,恒星进入到了自己的 主序星时期 。
太阳正处于主序星时期
恒星摆脱了初生时候的青涩,变得成熟、稳重。
恒星会在主序星时期停留最长的时间,当表面的氢消耗殆尽,它会进入下一个阶段—— 膨胀 。
膨胀的恒星会 吞噬掉距离它最近的行星 ,从而瓦解自己的星系,从这一步开始,恒星的结局就与自己的质量有关了。
质量小于8个太阳 的恒星,会膨胀成 红超巨星 ,当膨胀到极限后,就会发生 超新星大爆炸 ,最后变成一颗 中子星或者黑洞 。
超新星爆炸
而 质量小于8个太阳 的恒星,会膨胀成红巨星,它不爆炸,而是 坍塌 ,最后变成一颗小小的 白矮星 。
不过,无论是超新星爆炸还是红巨星坍塌,都会将恒星的大部分甩出去, 只留下一个内核 。
被甩出去的外部物质,主要成分再次变为了 氢和氦 ,它们以气体的形式,混合着爆炸坍塌中产生的尘埃,成为了一团星云,等待着形成下一个恒星。
所以,星云是 恒星的摇篮,同时也是恒星的坟墓 ,宇宙的大部分天体,就是这样经历轮回。
恒星的演化
太阳的命运
我们的太阳是宇宙中一颗 非常普通的恒星 ,它现在处于主序星时期,还会熊熊燃烧大约 50亿年 的时间。
在这之后,它便会膨胀成红巨星,吞噬掉 水星、金星、地球和火星 。
当红巨星形态的太阳消耗完自己的氦后,它就会坍塌,形成一颗冰冷的 白矮星 。
坍塌出去的物质,会成为了一团星云,里面的尘埃里,就有 曾经的地球 。
我们提前50亿年看到了太阳的未来,或许 ESO 577-24星云,是来自1400光年外的叹息 ,感叹太阳终将会死亡。
谁能想到今天发光发热的太阳,将在未来变成一颗白矮星,它成为了太阳唯一存在过的证明。
星云是恒星的归宿
可是话又说回来,除了人类,谁会在意一颗普通恒星的衰亡呢?
宇宙以这样的形式运行了 大约140亿年 ,有上亿颗恒星来了又走,走了又来,一次又一次轮回,于是构成了今天的宇宙。
只能说宇宙太大了,而我们实在是太小了。
那么太阳有没有可能不走完自己的寿命,突然熄灭呢?
太阳冷却熄灭
太阳熄灭
理论上讲,目前科学家们还 没有找到能让太阳突然熄灭的事件 ,不过我们可以假设。
太阳如果突然熄灭,地球要8分钟之后才会知道。
太阳的能量来自于 氢原子的聚变反应 ,太阳熄灭就意味着它上面的氢原子不再参加反应,太阳会逐渐冷却,开始变为 气体星体 ,成为一颗 超大号的「木星」 。
对,没错,科学家们猜测, 木星是一颗没有被「点燃」的恒星 。
因为一个星云里面会诞生多个恒星,越大的星云形成的恒星就越多。
木星被怀疑曾经是一颗恒星
但是,并非每个恒星都能顺利进入之后的演化道路。
氢原子的核聚变反应也是需要条件的,如果聚合而成的天体,内部的能量没有达到形成聚变反应的程度,那么这颗恒星不会「燃烧」,也就没有发光发热,最后成为一颗 冷冰冰的气态星球 。
所以太阳熄灭后,整个太阳系也就不复存在,大家围绕着一颗巨型「木星」旋转。
地球 唯一的自然光源 ,就是 夜晚天空中的星星 。
这个时候的 地球反而成为了整个太阳系最亮的天体 ,因为人类还可以发电,照亮黑暗。
地球的灯光
不过这电量产生的光,可能连月球都无法影响。
人类就这样结束了吗?
当然不会,既然太阳的能量是 核聚变反应 产生的,如果 模拟太阳的原理 ,我们是否能够制作出 人造太阳 呢?
答案是能,所谓人造太阳,其实就是可控核聚变。
有了人造太阳,哪怕太阳突然熄灭了,人类也不至于落到无光可用的地步。
中国的人造太阳工程
人造太阳的目的不是让它来代替太阳发光,而是让它的能量,能转化为我们所需要的。