作為一個恒星質量占到了星系總質量99.86%的星系,太陽系的命運其實只取決于太陽本身,地球等一眾行星對自己的命運根本掌握不了一點。
在這種情況下,天文學家很早就開始關注太陽的一舉一動,尤其是在太陽進入活躍期的今天,不論是地面上的太陽望遠鏡還是太空中的帕克號探測器,都把觀測重點放在了太陽內部,不過根據目前傳回的數(shù)據來看,太陽雖然處于活躍期,但太陽耀斑爆發(fā)并不會給地球造成太大的傷害,不出意外的話地球將在50億年后迎來巨變。
之所以是50億年后,是因為太陽屬于黃矮星,壽命100億年左右,目前的太陽正值壯年50億歲,所以地球才能收到穩(wěn)定的太陽能量,等到50億年后太陽內部的氫元素消耗殆盡后,太陽的本體就會從一顆黃矮星膨脹成紅巨星。
很多人對紅巨星的巨沒什么概念,舉例來說太陽如果成為紅巨星的話,它的最外層將膨脹到目前的火星軌道附近,熟悉太陽系行星排列的人就會發(fā)現(xiàn),在太陽變成紅巨星開始膨脹的時候,最靠近太陽的水星金星地球就將首先被吞噬。
不過和大部分人想象中的地球被融化不同,由于紅巨星時期的太陽內部已經沒有了足夠的核燃料,所以它的紅巨星外殼的溫度也不會太高,遠不足以融化地球這種巖石金屬星球,所以天文學家認為地球到時候將在紅巨星的內部繼續(xù)公轉,并在此過程中被紅巨星物質不斷減慢自轉速度,最終墜入紅巨星的無邊火海之中。
然而在太陽變成紅巨星之前,地球可能就不適合居住了,因為太陽的亮度會隨著內部核聚變的反應速率而增加,大概是每一億年就會增強1%,在這種情況下最多10億年后,太陽的亮度就足以蒸發(fā)地球上的海洋,讓地球成為一顆赤紅色星球,就像今天的火星一樣。
不過火星到時候也許就會情況好轉,因為太陽亮度的提升會讓太陽系宜居帶不斷后退,10億年后也許宜居帶就會從今天的地球軌道退行到火星軌道附近,到時候火星兩極的冰蓋也許會被太陽熱量融化成液態(tài)水,讓赤紅色的火星變成一顆具備海洋的藍色星球。
同樣的劇情再過10億年后,太陽系的宜居帶也許就會退行到木星的上百顆衛(wèi)星上,尤其是木衛(wèi)二和木衛(wèi)四,它們都有可能因為太陽熱量的增加而融化自身的堅冰,成為太陽系最早擁有生命甚至是文明的衛(wèi)星。
至于紅巨星后期的太陽變化,根據目前恒星演化模型來看,太陽最終會在紅巨星階段不斷膨脹,外層物質的密度也會不斷降低,最終成為一個行星狀星云,而太陽的高密度核心則會變成一顆白矮星,繼續(xù)釋放光和熱,但由于白矮星本身不可能進行核聚變產生新的光和熱,所以天文學家認為白矮星最終會冷卻成黑矮星。
只不過冷卻的周期太長了,在宇宙只有138億歲的今天,天文學家更傾向于宇宙中并沒有天然冷卻的黑矮星存在。