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你可知道 有一种恒星的寿命长得令人发指?

2019-07-08 09:09:27  来源:大河网   阅读:2

    你可知道有一种恒星的寿命长得令人发指?

    红矮星想象图来源:NASA

      文/老孙 (微信公众号:星空天文网)

      太阳还能在主序阶段维持大约 50 亿年,50 亿年对于人类来说的确非常久。但是如果和宇宙间质量最小的一类恒星——红矮星相比,这点时间简直微不足道。这类恒星的质量只有太阳的1/12,寿命却可以长达数万亿年。

      要揭开红矮星长寿的奥秘,我们必须先了解主序星,然后比较它们的异同。

    你可知道有一种恒星的寿命长得令人发指?

    太阳的基本结构图来源:维基百科

      氢在主序星内核的高压高温下聚变成氦,并释放出伽玛射线。

      内核外部是辐射层,这里温度不够高,因此不能引发聚变。但内核产生的、以光子形式存在的能量会在这个区域持续不断地被释放和吸收,无序地向恒星的最外层传递。

      辐射层外部是对流层,呈超热状态的等离子团块在这里浮向恒星表面,并在恒星表面将热量释放到太空中。它们在冷却后又会沉入恒星内部,再次变热,如此周而复始地循环。

      慢慢地,恒星内核中的氦会越来越多。内核中的氢一旦耗尽,恒星便会步向死亡。尽管恒星内核的氢只占恒星所有氢含量的一小部分,却没有办法依靠现有机制挽回它的命运。

      红矮星和太阳这样的主序星在结构层面上是不同的。红矮星的质量低,因此它有内核和对流层,却没有辐射层。而这就是一切差异的根源。

    你可知道有一种恒星的寿命长得令人发指?

    红矮星内部的对流来源:NASA

      在红矮星内部,对流层和内核是直接相连的,因此聚变的副产品——氦能够通过对流扩散到整个恒星。新鲜的氢也能够通过对流进入恒星内核,参与到聚变过程中。

      由于利用率非常高,氢在这种质量最低的红矮星内部能够缓慢地燃烧 10 万亿年左右。

      现代天文学取得的一个惊人发现是,这些最低质量的红矮星也拥有行星。我们已经发现的许多和地球最为相似的行星,它们的宿主恒星就是红矮星。如果行星的质量和地球相似,且位于恒星的宜居带,那在这样的行星上,甚至可能存在液态水。

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    红矮星周围的行星想象图来源:NASA

      但最大的一个问题是,红矮星是极端多变的一类恒星。某些红矮星表面 40% 都是黑子,这会导致辐射的产出量减少,进而改变恒星的宜居带。

      某些红矮星还会产生巨型耀斑,杀死行星上刚刚出现的生命。红矮星 DG CVn 释放的耀斑比太阳耀斑强大 10000 倍。如果生命遭遇这样的耀斑,绝对不是一件好事。

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    产生巨型耀斑的红矮星 DG CVn 图片来源:NASA

      幸运的是,红矮星通常只会在它们生命大约前十亿年的时间中产生这样巨大的耀斑。此后,它们便会平静下来,为周围提供数万亿年的舒适环境。这样长久的时间,足以让生命繁衍发展。

      也许在遥远的未来,拥有超级智慧的生命有办法把氢重新注入太阳内核,并把氦排出。如果他们能够做到,那么太阳的生命还能再延续几十亿年。

      有那么多可加以利用的氢,只是因为存在一个辐射层,便无法进入太阳内核参与聚变反应,的确是太可惜了!


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