作為一顆典型的恒星,太陽的年紀(jì)已經(jīng)算是很大了,足足有45億歲了。不過,45億歲還不及它壽命的一半。太陽內(nèi)部的氫直到它100億歲左右時(shí)才會(huì)燃燒殆盡,到那時(shí),太陽才會(huì)直面“死亡”——確切的說,不是死亡,而是演化為另外的樣子。
起初,太陽會(huì)膨脹成為一顆紅巨星,比現(xiàn)在更大、更亮、更冷,這一階段將持續(xù)1億年左右。接下來的10億年,太陽會(huì)一邊燃燒內(nèi)部的氦,一邊向內(nèi)坍縮,直到變成一顆大小跟地球接近、質(zhì)量卻比地球大得多的白矮星。再然后,太陽內(nèi)部就無法通過核聚變產(chǎn)生能量了,太陽也就失去了現(xiàn)在這般耀眼奪目的光芒,只能依靠此前殘留的熱量發(fā)出微弱的光,最后慢慢冷卻,不再發(fā)光。
(資料圖片)
固態(tài)行星的壞消息
成為紅巨星之初,太陽不斷膨脹,像一個(gè)張著血盆大口的怪獸,所經(jīng)之處全部被吞噬得干干凈凈,離它最近的水星和金星都會(huì)被“吃掉”。
地球會(huì)不會(huì)被“吃掉”呢?很有可能。不過也有另一種可能:隨著太陽向外膨脹,它的質(zhì)量也在不斷變化,從而改變地球的軌道,把地球推到遠(yuǎn)處,剛好躲開太陽的“血盆大口”。
不過,即使地球能夠虎口脫險(xiǎn),也沒什么值得慶幸的。飆升的氣溫會(huì)使海洋沸騰,空氣中全是蒸汽,地球就像一個(gè)大鍋爐。
火星就相對(duì)幸運(yùn)一些了。可以確定的是,它不會(huì)被變成紅巨星的太陽“吃掉”。只不過,現(xiàn)在的火星就不是一個(gè)適宜居住的星球,那里大氣層太薄,沒有液態(tài)水,氣候又十分惡劣。當(dāng)太陽步步逼近之后,火星的不宜居因素又多了一條——太熱,顯然更加無法適應(yīng)生存的需要。
如果那時(shí)人類還沒有滅絕,人們只能離開地球——那么,人們能去哪兒呢?
氣態(tài)行星會(huì)迎來生機(jī)嗎
生命誕生的必要元素是水,所以,大多數(shù)科學(xué)家都把搜尋地外生命的焦點(diǎn)放在了宜居帶上。所謂宜居帶,是指恒星周圍存在的一條帶狀區(qū)域,那里溫度適宜,允許液態(tài)水在行星表面穩(wěn)定存在,也就有可能出現(xiàn)生命。
目前,只有地球、月球和火星處在太陽的宜居帶內(nèi)。不過,當(dāng)太陽步入紅巨星時(shí)期之后,宜居帶里的陣容可就要發(fā)生變化了。
變成紅巨星的太陽毫不留情地吞噬、炙烤距離自己較近的固態(tài)行星,卻讓遙遠(yuǎn)的氣態(tài)行星變得宜居。木星、土星、天王星、海王星主要是由氣體構(gòu)成的,它們的結(jié)構(gòu)和環(huán)境倒不會(huì)因?yàn)樘柕呐蛎浂l(fā)生明顯的改變。但是別忘了,這些行星大多環(huán)繞著眾多衛(wèi)星,而這些衛(wèi)星可能會(huì)迎來生命的誕生。
隨著太陽的膨脹,宜居帶會(huì)向外偏移,其內(nèi)緣將依次從氣態(tài)行星和它們的衛(wèi)星身邊移過,到達(dá)天王星的位置,而外緣則落在更遠(yuǎn)的地方。不過,太陽的膨脹只是暫時(shí)的,變成“大胖子”的太陽還會(huì)“瘦回去”,宜居帶也跟著倒退,退回到土星和木星附近。
木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二向來是搜尋地外生命的大熱門。在木衛(wèi)二的冰層之下隱藏著一大片海洋,那里很可能存在液態(tài)水。說不定,現(xiàn)在就有細(xì)菌在木衛(wèi)二的海洋里游泳呢!所以,一旦木衛(wèi)二進(jìn)入太陽的宜居帶,那里出現(xiàn)生命的機(jī)會(huì)將大大增加:一方面,溫度的升高會(huì)讓覆蓋在海洋上方的冰層融化,露出液態(tài)水;另一方面,大量水分蒸發(fā)之后,也有可能產(chǎn)生由水蒸氣組成的大氣層。
冥王星和它的鄰居們
冥王星位于太陽系的最邊緣。根據(jù)“新視野”號(hào)探測(cè)器傳回的圖像,冥王星是一個(gè)富含氮冰的世界,星球表面有一個(gè)心形的平原。它的鄰居除了自己的衛(wèi)星冥衛(wèi)以外,還有環(huán)繞身邊的柯伊伯帶——一條由冰和巖石聚集在一起組成的環(huán)。
現(xiàn)在的冥王星上,大氣層非常稀薄,一片沉寂。但是當(dāng)太陽膨脹到最大的時(shí)候,升高的溫度可能會(huì)給冥王星和柯伊伯帶天體帶來一絲生機(jī)。冥王星上的氮冰可能升華成氣體,使大氣層變厚。對(duì)于稍大一些的柯伊伯帶天體,表面上的冰也可能會(huì)融化,出現(xiàn)海洋。
燃燒殆盡
度過10億年的紅巨星時(shí)期以后,太陽會(huì)慢慢演變成一顆白矮星。宜居帶也不會(huì)再伸到那么遠(yuǎn)了,氣態(tài)行星和它們的衛(wèi)星、冥王星、柯伊伯帶天體都會(huì)重新回歸沉寂。
最終的宜居帶會(huì)跟太陽挨得很近。如果那時(shí)的太陽系還能擁有生命,那么谷神星也許是唯一的希望。
谷神星是內(nèi)太陽系里唯一的矮行星,它的個(gè)頭雖說比不上八大行星和同為矮行星的冥王星,但也不算小;而且,它的冰層下方可能存在液態(tài)水的海洋。如果谷神星最終距離太陽不遠(yuǎn)也不近,既能獲得來自太陽的熱量,又不會(huì)因?yàn)榫嚯x太近而被巨大的引力牽引,那么它將成為太陽系最后的生命家園。
50億年后,如果人類已經(jīng)移民到太陽系外的其他星球上,人們說不定能在遠(yuǎn)處遙望這一切的發(fā)生,見證太陽系的生命更迭。
本文來自《科學(xué)畫報(bào)》
標(biāo)簽: 氣態(tài)行星 柯伊伯帶天體 太陽內(nèi)部 燃燒殆盡 血盆大口
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