爱读书 探索 解答“为什么我们的太阳将比我们的星系存活的更久”这一问题

解答“为什么我们的太阳将比我们的星系存活的更久”这一问题

当我们死亡时,并非我们身体中的所有细胞都会停止工作。相反,许多细胞会脱离我们的身体继续工作。同样地,星系“死亡”时,也并不意味着其中所有的恒星都会停止运行。大多数情况下,恒星个体会脱离他们的宿主星系继续运行,这种情况也同样适用于我们的太阳。

这个规律是学界广泛知晓的。而现在我们将解答“为什么我们的太阳将比我们的星系存活的更久。”这一问题。你热衷于探究事实吗?你始终保持着好奇心吗?

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太阳作为主序星燃烧氢,从而产生氦,并且以光和热的形式释放这股能量。主序星非常常见,他们创造了宇宙中百分之九十的恒星。恒星是由气体和尘埃组成的旋转云的塌缩和最终的燃烧而形成的。

恒星的生命周期各不相同,这取决于恒星的大小。太阳是大小适中的恒星,它的预期寿命约为100亿年,但是其他大质量星会在几百万年的时间内燃烧殆尽。太阳已经存在了五十亿年,并且在接下来的五十亿年中将渐渐耗尽其上的氢,渐渐转变为红巨星。

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要准确地定义我们的星系并且确定它在自然状态下的生命周期是非常困难的。星系是恒星的集合,并且在不断地随着新恒星的诞生和旧恒星的超新星化或被弹出到星际空间而变幻着。

基于对其中最“长寿”的恒星们的研究,我们可以估算出银河目前已经存在了大约135亿年,接近宇宙存在的时长。

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当一个星系被另一个更大的星系兼并或者“熄火”,也就是停止产生新的恒星时,就会被判定为“死亡”。至于为什么一些星系最终会熄火仍是未解之谜,据人们猜测,大概是由于其耗尽了产生恒星所需要的冷气。

正因如此,研究人员按照颜色来划分星系群。星系会从活跃的“蓝云”(积极形成新恒星)过渡到“红色序列”(停止形成新恒星)。

如果我们不考虑任何其他的外部因素,我们的星系和太阳实际上存在的时长将十分接近。但如果将太阳的“死亡”时间定义在其耗尽所有原始能源并转变为红巨星时,那么它还将存活五十亿年。

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研究表明,当银河系内的气体冷却并停止形成恒星时,也就意味着银河系进入了“死亡状态”,这一过程或许会在不到五十亿年内发生,然而到那时银河系也并不会彻底消失。它将进入休眠状态,而太阳将演变为红巨星。事实上,在之后的几十亿年里,太阳会抛离其外层部分,成为一颗白矮星,最终,从理论上来说它会成为一颗黑矮星。

由于一颗恒星从开始形成至白矮星至最终演变为黑矮星的生命周期比现今宇宙的年龄还要长,没有人在自然界中观察到过黑矮星。而在这漫长的岁月里,银河系也并不会一直“独善其身”。四十亿年后,仙女星系和银河系将碰撞并开始逐渐融合。仙女星系中的恒星数量要比银河系多一倍,一旦融合,这两个星系都将失去原有的结构外观,而新形成的星系并不是螺旋状星系,而是椭圆星系。

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不过,我们的太阳和整个太阳系都能毫发无损,成为这次碰撞的“幸存者”,只有千万分之一的几率会波及海王星。诚然,仙女星系和银河系都有着数万亿颗恒星,但每个恒星之间都相隔甚远,因此它们并不会发生碰撞,而是通过合并产生一个新的星系——Milkdromeda星系。从地球上看,这两个星系融合的过程就像是一群蜜蜂来回穿梭,也像是成群鸟儿四处盘旋,无数闪烁的小星星布满了整片夜空。由于距离其极其遥远,人类在地球上非常安全,也能一睹万年难遇的天文奇观。

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而一段时间后,新的星系初见雏形,到那时,我们的星座也将被彻底改变。不过在那时,地球上已经不可能会有生命体的存在了。尽管太阳在接下来的50亿年内并不会演变为红巨星,但之后它的光度和热量将每十亿年增长约10%。在随后的几十亿年里,它将变得无比炽热,甚至有可能蒸发海洋。到那时,地球再也不是一个宜居的星球,开始转化成另一个金星。如果到那时人类还在的话,我们不得不逃向另外一个星球——很可能是火星。届时,我们会看到太阳开始逐渐演变为红巨星,吞噬了我们的天空,将内行星燃烧殆尽。

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如果我们没有掌握星际航行的技术,那么在太阳的这种巨变下我们就不太可能活下来。至于太阳本身,它会逐渐冷却成为一颗白矮星,并在这个阶段持续数百万年。但这是以这段时间内太阳不受到任何干扰为前提的。当银河系和仙女星系开始合并时,位于星系中心的特大质量黑洞也开始彼此环绕。两个黑洞终将合并,但由于动力摩擦效应,周围的恒星改变了黑洞的行进路径使得这个过程将会持续数百万年的时间。

我们的太阳既可能会掉入新星系的中心,然后被扔到星际空间里,也有可能因为距离中心太近而被特大质量黑洞吞噬。总而言之,即使我们宣称太阳在变成红巨星时而不是当它完全耗尽内部的燃料时就已经死去,到那时我们的银河系早就已经消失匿迹了。虽然很多人认为银河系的年龄几乎和宇宙本身一样大,但万事万物终会走向尽头。在它和仙女星系互相靠近并最终缠绕在一起之前,银河系只剩下四百万年的时间存活。

这个过程有可能会影响到太阳,但它的几率是如此之低,即使它因为星系间的作用力被扔到星系空间里,我们的太阳系也不太可能发生任何改变。无论是哪种情况,我们人类都不太可能看到了。行星围绕着太阳转动,周围的空间将保持不变,甚至有可能维持数百万年也不发生变化,尽管是以一种不同的形式。那就是为什么我们的太阳能够比银河系存在的时间更长。

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相关任务

银河系包含着我们的太阳系,它的名字非常恰当地体现出星系的样子:从不能被肉眼分辨出的密集的星星间形成的一条悬挂在夜空中的雾蒙蒙的光带。银河系翻译自拉丁文 via lactea,源自希腊语galaktikos kýklos,意思是“奶圈”。从地球上看银行系呈现带状是因为可以从内部看到它的盘状结构。伽利略在1610年用望远镜第一次把光带辨别为一个个单独的恒星。直到二十世纪二十年代早期,还有很多的天文学家认为银河系包含了宇宙中所有的恒星。在1920年的天文学家哈罗·沙普利和希伯·柯蒂斯的大辩论后,埃德温·哈勃的观测结果揭示出银河系只是众多星系中的其中一员。

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银河系是一个棒旋星系,它的肉眼可见直径大概有10000-20000光年。近期的模拟推断认为一个同样包含一些可见恒星的暗物质区域,直径最大可能会扩张到两百万光年。银行系有许多卫星星系,它们是本星系群的一部分。而本星系群又包含在室女座超星系团中,而室女座超星系团本身也是拉尼亚凯亚超星系团的组成部分。

By:Suzie-小桑菜菜,再也不要熬夜了,TMN

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