大约在五十亿年之后,我们的太阳将会变成一个红巨星,同时它将吞噬离它附近的行星—主要是水星和金星,但最终地球也会被太阳吞噬掉。但是,在此之前不久,地球将变得不适宜居住了,因为在太阳转变为红巨星的过程中,太阳的体积会增大,其光度也会增加,这将导致地球上的平均温度逐渐升高。
实际上,一位读者曾向我们提出了一个问题:
你好,是否有可能以某种方式来阻止太阳转变为红巨星,或者说,延长它在主星序中的寿命?
好吧,让我们尝试解决这个问题。
值得注意的是,在当前科技发展水平下,我们还无法影响太阳的寿命。但幸运的是,我们还有10到30亿年的时间来研发正确的技术,所以,我们可以想象一下,有什么办法才能真正地拯救我们的太阳?
为什么太阳会变成红巨星?
我们知道,太阳是由气体组成的。例如,约75%是氢,约25%是氦,其余则为一些重元素杂质。这些气体处于重力和星压之间的静水平衡状态,重力倾向于压缩恒星,相反,压力倾向于使其膨胀。
太阳的核心发生着热核反应,在此期间,氢会被转化成氦。结果,氦气将积聚在太阳的核心。引力压缩氦气,其温度升高;压力开始超过重力,这将导致太阳的膨胀。事实上,这个过程已持续了数十亿年的时间,正在迈向它变成红巨星的趋势发展。
如何预防或减缓这种情况?
氢是太阳内部发生热核反应的燃料。恒星内部热核反应的强度取决于恒星的质量,即:恒星的质量越大,那它就越亮,燃烧热核反应所需的燃料也就越快。基于以上原因,我们就有两种假设的方法来延长太阳的寿命:
补充太阳中的氢储备,以便获取更多的燃料。减少太阳的质量,这样一来,燃料就不会燃烧得那么快。考虑以下方法:
需要更多的氢矿物
简单地向太阳“倾倒”氢气则是无效的。事实上,恒星的外层物质并不参与热核反应。即使恒星死亡了,那它的外层也有足够的氢来让它燃烧几十亿年,但这种氢不会被点燃,因为外层的温度和压力不足以支持热核反应的条件。为了延长恒星的寿命,不必将氢倾倒在太阳的表面,而是将氢“注入”到其核心处。太阳系中,99%的氢都存在于太阳之中。所以,我们不需要去寻找一种从外部“注入”氢的方法,而是寻找一种“摇动”太阳的方法,这样一来,太阳的核心和它的外层之间就可以进行物质的交换。此外,即使太阳被“摇动”了,一段时间后会发生分离,但仍会有氦落到核心上,当然,该机制必须确保太阳内部物质的持续循环。
物质的持续循环会导致太阳表面温度的增加,因此,太阳的亮度也会增加,这就需要以每秒100-500百万吨的速度将氦物质转移到某个地方,否则太阳中的反应会呈指数级加速。毫无疑问,太阳风会让氦外流的,但是,随着氦气的排出,则太阳会损失大量的氢,随着时间的推移,太阳的质量会减少,亮度也会降低,并且可能还会引发另一个问题,即:地球可能会开始结冰!另一方面,当把氢注入到核心时,燃烧区的体积就会增加,太阳活动也会加强,当然,太阳耀斑将会显著增加。到那时,整个太阳系可能将变得无法居住了。出于这个原因,在红矮星附近,生命将无法重生。一个“参照物”
一个有趣的例子就是一颗称为HIP 102152的恒星,从许多方面来看,它与我们的太阳十分相似。例如,太阳的表面温度为5778K,而HIP 102152的则是5723K,此外,在质量、半径、表面重力等方面,它们几乎是一样的。
同时,HIP 102152的年龄比我们的太阳大40亿岁。这样看来,HIP 102152是“保存得如此完美”,我们可以通过了解它的“保存”过程或许能帮助我们如何去延长太阳的寿命。太阳,“该减肥了”!
以下有几个假设可以减少太阳的质量。
通过借助激光或微波来加热太阳大气层的各个部分,以便增强太阳风。在太阳赤道附近建几个空间站,用来形成环绕太阳的环形电流,这将产生一个强大的环形磁场。
同时,在太阳的极地对面,想办法制造出磁性喷嘴。这将导致太阳在两极有稳定的等离子体喷流。如果减少太阳的质量,这将降低核心的压力,热核反应的强度也会降低,如此一来,将延长太阳的寿命。从理论上讲,可以开发出一种“恒星减重”的系统,该系统将逐渐减少恒星的质量,使其在数十亿年内保持稳定状态,而不会使其变成红巨星。
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