本文目录一览:
- 1、哈勃发现早期宇宙中六个已死亡星系
- 2、当星系死亡后会发生什么?
- 3、也许银河系早已“死亡”,只是身在其中的我们还没有意识到?
- 4、宇宙中有很多恒星都是突然消失的,它们都去了哪里?
- 5、哪些系外行星是死亡世界?
- 6、天文学家发现处于死亡边缘的罕见新型星系
- 7、为什么有的科学家说,银河系早就已经死亡了呢?
- 8、恒星死亡后,它所携带的行星会是什么命运?
哈勃发现早期宇宙中六个已死亡星系
#知识创作人第七季#科学家认为宇宙在30亿岁、也就是 宇宙年龄 只有现在的20%左右的时候,应该是有史以来最多恒星诞生的时期。 哈勃望远镜 发现这个时期六个巨大的星系却没有能力诞生新星,仿佛是死亡的星系。
发表于《自然》(Nature)期刊的研究,结合位于天上的哈勃太空望远镜和位于地上智利北部的阿塔卡玛大毫米波阵列望远镜(ALMA)的观测数据,发现这六个星系里面没有低温氢气。科学家认为,低温氢气是产生恒星所必需的原料成分。
研究人员先从 哈勃望远镜 的观测数据中确定各个星系,在用ALMA探测每个星系里面低温尘埃的信号。低温尘埃信号是星系内存在低温氢气的指标。
可是这些星系距离地球太遥远,科学家还借助了一些“天然望远镜”才得到这些信息。美国宇航局(NASA)发布这项研究成果的新闻稿介绍说,他们使用了位于这些星系和地球之间的一些超级星系团作为“天然望远镜”。
光线从这些遥远星系发出,抵达地球的途中会经过这些星系团,在星系团引力的作用下被放大,就是出现了“引力透镜”效果,所以把这些星系团称为天然望远镜。在这些透镜的放大作用下,哈勃望远镜和ALMA望远镜才得到了关于这些星系内部详细的信息。
这份研究报告的主要撰稿人美国麻萨诸塞大学(University of Massachusetts)天文学助理教授惠特克(Kate Whitaker)说,“使用哈勃望远镜、ALMA望远镜,再结合引力透镜技术,我们就像超前使用本世纪30年代、40年代才拥有的下一代望远镜进行观测,发现了这几个位于遥远宇宙中、最大型的、第一批失去出产新星能力的星系。”
科学家很好奇为什么这些巨大的星系在那么早的时候就处于死亡的状态。他们发现这些星系后来即使吞并了附近的小星系和气体云,只不过把它们撑大了而已,并不能为它们注入活力。
“位于这些星系中心的超级黑洞突然变得很活跃,把星系里面的气体加热了?如果是这样,用于生成新星的氢气原料仍在,只是太热了。或者,这些氢气因为某种原因被星系排了出去,星系又没有能力把这些气体吸收回来?再或者,这些星系已经用光了出产新星所需的原料,又得不到新的补给?”
惠特克说:“这些都是悬而未决的问题,我们将继续观测和 探索 。”
当星系死亡后会发生什么?
科学家们表示,星系的死亡指的是星系不会产生恒星了,那么它就迈入了死亡的边缘了。星系的存在和暗能量存在有着不少的关系,而按能量存在由于整个星系当中,星系的运动以及演化的方向都很有可能是暗能量在操作的。它推动了星系的旋转和移动。接近死亡的星系内部几乎是没有足够的原材料的,而恒星的形成的速度也是大大的降低了。有些几乎没有新的恒星出现。然而停止形成恒星的星系就会逐渐的消失了。如果失去了所有的气体那么它就会慢慢的死亡了。
但是也有的科学家们认为,死亡的星系或许就像我们电脑里面的一个磁盘而已。但是无论是死亡还是新生我们都无法真正观测到它的存在。也就是只能够依靠理论来推测星系的演化方向,我们的银河系最初也只是一个很小的磁盘,通过不断的吞噬周围的星系而逐渐地扩大了。星系死亡后会发生什么?以我们现在的科学技术还无法解开谜底,随着科技的进步相信以后要解开这些谜题的。
银河系。
也许银河系早已“死亡”,只是身在其中的我们还没有意识到?
行星、恒星、甚至星系,都有其形成、发展、稳定、消亡的过程,就像一个人的一生那样。我们的邻居——仙女座星系几乎可以肯定在几十亿年前就已经“死亡”了,但直到最近才开始显示出它灭亡的迹象。最近的一些研究表明,我们的家园银河系也是这样——就像僵尸一样,可能已经“死亡”,但它仍在继续运转。
星系停止将气态物转化为新恒星时,就已经在慢慢走向消亡之路,但似乎具有两条完全不同的路径,这两条路径由完全不同的过程来驱动。银河系和仙女座星系就是运行在这样的路径上,在数十亿年的时间里,非常非常缓慢走向自己的生命句点和最终的归宿。
星系如何“猝灭”星系内的恒星形成并改变它们的形态,是 河外天体物理学 中的一个重大科学问题。我们现在可能即将拼凑出这一过程是如何发生的。这要感谢大量的科学家对数以百万计的银河图像数据的整理和分析。
如果从这一角度定义, 星系就是一个不断吸积气体并将其中一些转化为恒星的动态系统 。
和人类及其他生命的生长类似,星系的成长也需要“食物”——来自宇宙网的新鲜氢气。 宇宙网 是构成宇宙中最大结构,由暗物质晕构成。当气体冷却并落入暗物质晕后,就会形成一个圆盘,然后进一步冷却,最终诞生出新的恒星。
随着恒星的衰老和消亡,最终会通过恒星风或超新星的形式将部分气体返回星系。当大质量恒星爆炸中死亡时,它们会加热周围的气体,防止气体迅速冷却,这一过程证明了天文学家所说的“反馈”:星系中的恒星形成因此是一个自我调节的过程。垂死的恒星产生热量,导致宇宙气体不容易被冷却形成新恒星,最终会阻止大量新恒星的诞生。
大多数星系都是盘状或螺旋状的,就像我们的银河系一样,可以称之为螺旋星系。但还有另一种形态完全不同的星系,这些巨大的星系看起来更像椭圆形或足球形,可以称之为椭圆星系。它们几乎没有那么活跃——已经失去了气体供应,不再形成新的恒星。这些星系中原有的恒星在无序的轨道上运行,逐渐使它们的形状变得更大、更圆。
这些椭圆星系的特征有两个:它们不再形成恒星,它们的形状也不同。
在20世纪初期,科学家们开展了宇宙间星系的调查,并对星系进行了基本的划分——一类是被大质量、年轻和短命恒星的蓝光照亮的年轻星系,另一类是静止的椭圆被低质量、古老的恒星的红光照亮的年老星系。
但是,随着后面的数字天空勘测(SDSS)等现代勘测研究开始记录数十万个星系,就逐渐ff发现了不太适合这两大分类的星系。很多的红色星系在形状上根本不是椭圆形,不知道什么原因,这些星系在没有显著改变其结构的情况下停止了新恒星的形成。与此同时,也发现一些外形是椭圆的蓝色星系,但它们发出蓝光,表明仍然有新的恒星诞生。
这两种特例星系——红色螺旋和蓝色椭圆——如何融入我们已经建立的对星系演化的科学描述体系里面呢?
研究作者 Kevin Schawinski 建立了Galaxy Zoo,并邀请了众多天文学家一起,对数百万星系的图像进行研究和分类。如果你登录Galaxy Zoo时,会看到星系的图像和一组与可能的分类相对应的按钮,以及识别不同类别的教程。
通过来自25万人协作和分类,100万个星系中通过图像被分类和分析。利用“群体智慧”效应带来的规模化识别能力,发现了许多不太常见的蓝色椭圆和红色螺旋星系。(上图中,蓝色星形成星系位于底部。红色星系位于顶部。绿色带是介于两者之间的过渡地带。)
通过上面的介绍,绿色区间(可以称之为“绿谷”)可以被看做是星系演化的十字路口。具有“绿色”或中间颜色的星系应该是那些正处在逐渐停止新的恒星形成过程的星系——可能这个过程只是在不久前(也许是在数亿年前)才刚刚停止的。
顺便说一下,“绿谷”这个词的起源实际上可以追溯到亚利桑那大学关于星系演化的演讲,当演讲人描述星系的颜色质量图时,观众中的一个成员喊道:“绿谷,银河系要去死了!”
当观察各种星系的消亡速度时,真正激动人心的时刻到来了。我们发现缓慢死亡的是螺旋星系,快速死亡的是椭圆星系。它们的进化和消亡路径必然是根本不同的。
想象一下,一个像银河系一样的螺旋星系,随着新的气体不断流入,将气体转化为一个个新的恒星。但随着偶然事件的发生,切断了外部新鲜气体的供应:也许是因为星系落入了一个巨大的星系团,在星系团炽热的内部气体切断了外部新鲜气体的供应,或者星系暗物质晕增长迅速,落入其中的气体被快速冲击加热,以至于无法冷却。无论如何,螺旋星系失去了新的气体输入,只剩下它内部储存的气体。
由于这些储层可能非常巨大,而且气体转化为恒星的过程非常缓慢,我们的螺旋星系可能会在这个状态下持续相当长一段时间,仍然有新恒星诞生,使星系整体看起来“充满活力”,而恒星形成的实际速率在数十亿年内会逐步下降。这意味着,当我们意识到一个星系正处于末期衰败时,“触发时刻”已经发生——在数十亿年前。(时间尺度上的巨大差异是这一切看起来)
仙女座星系是距离我们最近的这种大质量螺旋星系,根据最新研究,它位于绿谷,可能在亿万年前就开始衰落,其实它就是一个僵尸星系——已经“死亡”了,但仍在继续移动,仍在产生恒星,但与正常的星系相比,恒星的诞生速度有所下降。
确定银河系是否在绿谷——是否在走向死亡的状态中——更具挑战性,因为我们在银河系中,无法像测量遥远星系那样轻松地测量银河系。但即使这样,根据目前的数据,看起来银河系就在准备跌入绿谷的边缘,甚至银河系可能完全已经是一个“僵尸”星系了——在10亿年前就已经死亡了。
Kevin Schawinski - Swiss Federal Institute of Technology Zurich
宇宙中有很多恒星都是突然消失的,它们都去了哪里?
因为这些恒星的燃料耗尽之后,辐射就会将这些恒星全部压垮,就会导致恒星破碎,所以恒星就会突然消失。
这些恒星都会变成陨石,会掉落在宇宙不同的地方,会变成各种各样的东西,很多人是见不到的。
他们都发生了爆炸,消失在宇宙中,有些恒星消失的非常突然,很多人都根本发现不了他们为何和消失。
我觉得它们都被黑洞吸走了,但这只是我的看法,所以我们一定要理智的看待。
宇宙中消失的恒星都已经毁灭了,或者成为了世人观察不到的小星球。
宇宙对于我们人类来说,非常庞大,也是我们无法想象的,宇宙中有数不胜数的星球,多到根本数不清。而且根据科学家所言,目前宇宙仍然在膨胀,不断变大。在宇宙中,任意一颗星球对于我们人类来说都属于庞然大物。
虽然宇宙中消失了近100颗恒星,但这些恒星并不是全部都来自于太阳系。在浩瀚的宇宙中,存在着很多星系,比如太阳系、大麦哲伦星系,小麦哲伦星系和大熊座星系等。这些不同的星系都有属于自己的平衡。但经过一段时间以后,就必然会产生星系的消失或灭亡。所以星系里面的恒星也会随之消失。这些演变对于宇宙来说根本不值一提。恒星与星系的消失都说明了该星系受到了巨大的灾难,或者他们的寿命已经达到了最高峰。而已经毁灭了的恒星对宇宙来说,就如同我们人类手上脱落皮肤角质一样,丝毫不影响整体。
虽然这种爆炸或恒星消失的事件可以来自于两颗恒星相互碰撞或挤压。但是据科学研究表明,几乎所有恒星的宿命都是这种类似于恒星爆发的事件。科学研究表明,质量总数超过太阳十倍、甚至十倍以上的恒星,都随时有可能爆炸或消失。
当然也存在着另一种可能,即使上述假设可能并不成立。那么那些高质量的恒星,真的可能悄无声息的直接消失在宇宙,被吸入黑洞。浩瀚的宇宙有比我们人类想象中大很多的恒星,可能他们在大多数情况下根本做不出任何反应就已经被自己吞没了。
对于那些消失在宇宙中的恒星,我们其实没有必要把他们看得太重。如果想要了解他们的存在,我们就一定要好好学习,依靠科学技术,脚踏实地。我们人类在探索宇宙的进程中将会越走越远。从登上月球到发射卫星,我们都体现了不断研究不断冒险的大无畏精神。在以后的日子里,我们也可以登陆太阳,火星、木星甚至其他星球,等到了那个时候我们会掌握更多关于宇宙的知识,我们人类的文明也会更加光辉灿烂。
哪些系外行星是死亡世界?
开普勒78b,僵尸行星,孤独者系外行星,索伦之眼都是死亡世界。
除太阳系之外宇宙还有很多的星系,其中僵尸星系,CoRoT-2a星系,都是死亡世界。
其一、北落师门b被认为是一个“死亡世界 ”,该行星所处的系统酷似邪恶的“索伦之眼”,研究表明北落师门b的运动轨道也很奇特,如同幽灵般在宇宙尘埃中穿行,所以不可能有生物。其二、 系外行星TrES-2b ,该行星表面比煤炭还黑,被潮汐锁定后这颗行星只有一面对着恒星,另一面永远是黑夜,也是被称为“死亡世界”。
我推荐一颗行星作为这一题的答案:HD 10180B。
这是一颗未经证实的行星,距离其宿主恒星HD 10180的距离非常近,表面温度达到1178摄氏度。大约1.9倍地球质量,没有大气层,没有磁场。但是,由于宿主恒星的潮汐加热,内部可能存在液态水。
PSR B1257+12 b、PSR B1257+12 c以及PSR B1257+12 d是最先发现的系外行星之一,同时也是系外行星家族最为怪异的成员。整个系统就像是一个墓地。
我喜欢这类问题。地球之外有一些环境极其恶劣的行星,它们会让你对我们亲爱的地球感激不尽。让我为你简短地列举几个:HD 189733 b这是我们地球的朋友,是一个巨型气态行星,我将称他为Cobalt(钴,银白色金属,可形成蓝色化合物)。他和他的恒星是亲密的伙伴。如此近的距离使得Cobalt温度超过1700华氏度。他已经被他的恒星伙伴牢牢锁定,这意味着他的一面总是面朝这颗恒星。永远只有黑夜的一面要比只有白天的一面温度低500度。雪上加霜的是,Cobalt还有4500-22000英里/小时的大风,因此即便他看起来像是地球的堂兄,他确不像地球这样友善。尽管这还不是最糟糕的事情。Cobalt有富含硅酸盐的云层导致熔融玻璃雨,这些雨在大风的作用下近乎水平地下落。2. OGLE-2005-BLG-390L b这颗星球我称之为艾莎(《冰雪奇缘》女主角),原因你很快就会知道。这颗星球围绕她的小矮星公转一周需要10个地球年。艾莎离她的太阳非常远,使得她表面温度低至-370℉(约-223.3℃),成为目前已发现的最冷的系外行星。3. HD 209458 b这颗地狱星球,名为奥里西斯(古埃及神话中的冥王),原因显而易见。表面温度高达1800℉(约982.2℃)。这只野兽离他的恒星太近了,极度炎热,使得他的大气层沸腾起来,喷到太空中,形成了一条大约12.4万英里长的“尾巴”。像奥西里斯这样的行星离它们的恒星距离太近了,有被恒星吞没的风险。4. PSR B125712 b这颗行星有一个著名的绰号叫“鬼驱人”(《鬼驱人》是由托比·霍珀于1981年拍摄的一部恐怖片),所以你只能想象那里发生了什么。他和他的两个兄弟曾经是正常恒星系的一部分,但有一天,他们珍贵的恒星在所谓的超新星爆发中爆炸了。冲击波剥离了这些行星的大气层和任何可能存在过的生命。他每6毫秒绕着他死去的恒星公转一周,并疯狂地释放出可在地球上探测到的致命辐射。绝对是你不想靠近的地方。5. CoRot-7b这颗土星大小的行星,我称之为赫斯提亚(古希腊神话中的灶神、炉之女神和火焰女神),它有一个充满矿物质的大气层,形成喷出鹅卵石的岩石云。如果这听起来不可怕,赫斯提亚的表面温度也在2000摄氏度左右,足以融化岩石,所以她超级火辣(不是有意用双关语)。我们认为她被她的恒星牢牢地锁定了,这颗恒星比我们的太阳大360倍。6. KELT-9b如果你觉得赫斯提亚已经足够火辣,那你再看看这个,我们可以直接叫他路西法。路西法是一颗类似木星的系外行星,表面温度约为5000℃。这该死的热。我们可见宇宙中的大多数恒星甚至都没有达到那么高的温度。路西法与他的恒星是亲密的朋友,后者也在吸收他富含氢气的大气层。尽管他的直径和木星相当,但他的重量是木星的两倍。据预测,路西法活不了多久了,因为他很可能会撞上他的恒星。7. TrES-2b这颗行星,我们可以称之为维德(星球大战中,达斯·维达是西斯黑暗尊主),非常非常黑暗。维德和木星差不多大。他的表面吸收了几乎99%从恒星接收到的光,因为他的大气中充满了纳、钾和二氧化钛。他的表面温度约为1800℉(约982.2℃),因为他也非常靠近他的恒星,因此也被紧紧地锁定了。8. OGLE-TR-56b这颗行星,我们称之为史塔克(钢铁侠托尼·史塔克),是一颗类似木星的行星,表面温度约为1700摄氏度。史塔克有蒸发的铁云,可以降下液态铁雨,因此而得名。以上就是这里的需要说明的信息。9. Proxima b这颗行星围绕着半人马座比邻星运行,比邻星是一颗红矮星,在空间距离上与我们相当接近(4.24光年)。比邻星b也被她的恒星潮汐锁定了,所以她的一侧炽热无比,另一侧则天寒地冻,但在这两侧交界处有一条可能支持生命的区域。但不幸的是,比邻星b的红矮星喷出令人讨厌的耀斑,剥离了保护性的臭氧层,使她容易受到紫外线辐射的伤害。10. Venus最后是我们的金星。金星有富含二氧化硫的云层,二氧化硫会产生硫酸雨,并阻止二氧化碳离开大气层。她还被致命的火山弄得千疮百孔,释放出大量的二氧化碳,造成了大约900华氏度(约482℃)的炎热表面温度。金星也有硫化铅和硫化铋形成的“雪”。她很漂亮,但有点吓人。
天文学家发现处于死亡边缘的罕见新型星系
堪萨斯大学的天体物理学家首次发现了一种极为罕见的星系 ,从根本上改变了对星系死亡的理解。在周四举行的美国天文学会第234次会议上,Allison Kirkpatrick展示了她发现的“寒冷类星体”,这是一种非常明亮、垂死的星系。
类星体中心基本上是巨大的超大质量黑洞,周围环绕着大量的气体和尘埃,周围物质在快速落向黑洞的过程中以类似“摩擦生热”的方式释放出巨大的能量,使它们超级明亮 - 比普通的星系更亮。它们可以在两个星系合并时产生。
最终,气体和尘埃将开始落入类星体的中心并被吹向太空。天文学家们推测,这一点基本上是一个星系的生命结束的时候,它已经失去了形成新恒星的能力,并变为“被动”,但Kirkpatrick和她领导的研究小组发现,这些寒冷类星体的一小部分中还形成新的恒星。
研究人员用X射线和红外望远镜进行观察,发现距离地球60到120亿光年之外有22个类星体表现出不寻常的特征。从光学角度来看,它们看起来就像是在“生命”的最后阶段。然而,它们仍然发出明亮的远红外线,其中含有大量的尘埃和气体。
“这些星系非常罕见,因为它们处于过渡阶段,”Kirkpatrick在一份新闻稿中说道。“在银河系中的恒星形成被熄灭之前,我们已经发现它们,这个过渡期应该非常短暂。”
为什么有的科学家说,银河系早就已经死亡了呢?
因为目前银河系诞生新恒星的速度相当缓慢,数据显示,银河系的恒星数量已经数十年没有变化过了。我们都知道,广袤无垠,浩瀚无际的银河系,是我们人类赖以生存的港湾和家园,也堪称迄今为止,我们在宇宙中发现的外表最瑰丽,最壮观的大型星系之一。
银河系的直径高达十万光年以上,是可观测宇宙里毋庸置疑的“巨无霸”。但是,近期一部分学者却声称,银河系早在百年之前,就已经彻底的“死亡”了。这是怎么一回事呢?
银河系这个体量的星系,又怎么可能轻易的“死亡”?所谓的“死亡”,有两种定义,第一种,是银河系的所有恒星都步入 衰老期,一切物质逐渐停止运动,显然,目前的银河系不符合这个定义。最起码,我们的太阳看起来还“正当壮年”呢。
第二种,则是银河系已经不再产生新的恒星了,说白了,就是已经到了“行将就木”的状态。这些学者,其实也就是这个意思。美国哥伦比亚大学天文系教授韦恩提出,在最近的七十年里,银河系的气体云严重不足,因此,并没有新的恒星从星系中诞生。
那么,造成这种现象的原因是什么?科学界也有着不同版本的解释。当然,小编要先给大家吃下一颗定心丸:所谓的‘银河系死了’,不过是一些无良媒体或者是营销号,为了博人眼球,故意制造出来的说法而已,不足为凭。
银河系只是“恒星诞生速率”相对于其他正常运转的大型星系来说,比较缓慢。有一部分科学家认为,这可能是银河系内部的超级文明造成的。
没错,四级文明,也就是“星系文明”,可以汲取整个星系的能源化为自己所用。可能就是某个超级文明,在不断开发,采取银河系的资源。
恒星死亡后,它所携带的行星会是什么命运?
恒星能够自身发光发热,这是因为在恒星的核心能够进行氢融合成氦的核聚变反应。然而一旦恒星内部的氢元素消耗殆尽,恒星的生命也就结束了。因此我们可以认为恒星是有生命的。恒星死亡后,恒星周围的行星的命运是怎样的呢?
恒星会因为质量的不同分为不同的类型。不同类型的恒星最终的结局不同,有的会变成一颗白矮星,有的会发生超新星爆炸最终变成中子星,还有的则会变成黑洞。咱们就以咱们的太阳系为例子,来聊聊太阳死亡后,我们的地球和其它的行星命运会怎样?
图示:恒星生命结束最惨烈的方式超新星爆炸
太阳的未来 太阳从诞生到现在已经有46亿岁了。太阳已经步入了中年时期。这个时期的太阳和中年时期的人类一样成熟而稳定。不过再过50亿年,太阳耗尽了内部核聚变反应的氢元素步入了老年期。这时期的太阳一改往日的面孔,变成了一颗可怕的红巨星。红巨星时期的太阳体积膨胀的非常大。它的半径延伸到地球轨道附近!
什么概念呢?目前太阳的半径是695500公里,而红巨星时期的太阳半径延伸到了地球轨道附近,就意味着太阳的半径达到了1.4亿公里以上,整整增加了200倍!
图示:红巨星和行星
太阳的红巨星时期将会持续大约3亿年的时间。随后太阳耗尽了最后的燃料,开始坍缩,最终变成一颗白矮星。变成白矮星的太阳,还拥有着太阳的大部分质量,但是体积只有地球一般大小,因此白矮星时期的太阳有着极高的密度,可达每立方厘米1吨。
图示;太阳最终变成一颗白矮星
最后,随着时间的流失,白矮星的太阳逐渐冷却下来,失去光芒,太阳系的一切将被冻结。
行星的命运 太阳对行星影响最大的时期就是红巨星时期。在太阳还未死亡之前,水星和金星就葬身火海了。它俩被变成红巨星的太阳吞掉了。地球则很幸运,没有被太阳吞噬掉。然而地球上的生命则走到了尽头。这时期的火星会迎来了短暂的春天。火星气温变暖,或许成为人类在太阳系最后的家园。而木星和土星的一些冰卫星也会因为太阳变成红巨星而消失。美丽的土星光环也会因此消失。
图示:红巨星和行星
最终在红巨星时期存活下来的太阳系天体将会继续围绕着变成白矮星的太阳旋转着,直到永远。
太阳这类的恒星最终结局还是比较温和的。而那些质量比太阳大很多倍的恒星,它们都会以极为惨烈的方式结束自己的一生。那就是超新星爆炸。发生超新星爆炸意味着恒星和周围的行星同归于尽了。
其实行星的命运并不是确定的,而是会有很多结局。我们以太阳系为例,来看看太阳系的行星们的结局会是什么。
太阳系的命运
按照目前主流的理论星云假说,太阳起源于分子云的引力坍缩,在引力的作用下,分子云形成了恒星胚胎,由于引力作、隧穿效应、恒星核心的核聚变反应被点燃。我们要知道的是太阳的质量占据了整个太阳系的99.86%。因此,其他行星只是太阳在形成过程中留下的边角碎料,在引力的作用下逐渐形成的。
当太阳的核聚变反应被点燃之后,太阳就进入了主序星时期。在主序星时期,太阳都相对比较稳定。不过,由于核聚变反应会亏损大量的静止质量,这些亏损的静止质量其实是以能量的形式向外辐射,所以太阳整体的质量是一直在下降的,不过整个主序星时期,太阳的质量亏损不到1%(这是由核聚变反应的特点所决定的)。由于太阳是依靠自身引力和核聚变向外的压力实现动态平衡的,所以质量亏损伴随的结果是太阳对自身核聚变的控制力下降。
因此,太阳内核的核聚变反应会越来越不受控制,辐射强度会增加。同时,行星们也在以极其微小的距离远离太阳,拿金星和地球来说,这个远离的距离每年都不到5厘米。相对于它们和太阳之间的距离来说,是可以被忽略不计的。
当然,主序星临近结束时,也就是太阳内核的氢快烧完的时候, 由于辐射层隔绝了太阳的内核和对流层,这就会让太阳外部的氢无法进入到内核,氢也就 补 充不上 。
而之前太阳的核聚变主要是让氢通过核聚变反应形成氦-4。所以,此时的太阳核心主要是氦,太阳点燃氢的核聚变需要的温度是1500万度,但是点燃氦则需要达到1亿~2亿度左右。因此, 当氢烧完时,氦的核聚变反应并不能够被点燃 。
这时,太阳就会膨胀起来,但这里要注意的是,太阳是外层膨胀了起来,而内核其实是在引力的作用下开始压缩,压缩使得核心的温度开始上升,直到达到氦的核聚变反应。于是,太阳再次被点燃,此刻也就开始在烧氦,产物就是碳和氧。
在太阳变成一颗红巨星时,其实水星和金星都会被太阳外层吞没,而 地球大概会在当时太阳的大气外层的位置 ,随着氦的进一步燃烧,引力对外层的束缚能力更差,这时 地球会完全置身于太阳的大气当中 。
当氦也烧完后,太阳核心会进一步收缩,直到核心变成 白矮星 ,
此时的质量仅为初始太阳质量的80%。至于外层,还会继续扩散,成为 行星状星云 。
因此,这个时候其实对于行星的引力会大幅度锐减,还存在的火星以及意外的行星轨道都会发生大幅度的变化。至于地球,目前我们并不知道地球具体会有什么结果。
此后,白矮星“太阳”并不会在继续核聚变反应,等着慢慢凉透。不过,它还是会刮出剧烈的恒星风。至于,火星以及以外的行星,或许还绕着白矮星“太阳”继续转着。但也有了能会有以下的宿命:
加上之前被吞没的,也就是说,行星有可能有4种结局。
其他情况
当然,这是太阳系中发生的一切,实际上如果质量特别大的恒星,比如,8倍太阳质量大的恒星,一步步核聚变到铁元素时。
核心的质量还超过1.44倍的太阳质量,就会发生超新星爆炸,
如果是核心小于三倍太阳质量,就会形成一颗中子星。
如果核心大于三倍太阳质量,就会形成一个黑洞
在这种情况下,由于中子星和黑洞对于时空扭曲的能量极其强,并且超新星爆炸的范围极其广,因此,基本上在这类恒星周围的行星,下场都不会太好看。比如:II型超新星的爆发,基本上可以把周围的一切都毁了。
这个和恒星怎么个死亡法有关,以及行星距离恒星多远有关 恒星的死亡,在现今天文宇宙学里无非三种——白矮星,中子星,黑洞。
但这是恒星的稳定产物,在成为这些产物之前,恒星还要经历红巨星,超新星这样恐怖的星体。 事实上,行星的命运,也就和这样的中间产物密切相关。
下面我们来分情况讨论。
结局为白矮星的恒星行星的命运 其中的白矮星是绝大部分恒星的结局,在成为白矮星之前,恒星会先膨胀为红巨星,红巨星的体积可达原来恒星的数十倍到数百倍不等。
我们的太阳就是这样的一颗恒星,在大约50亿年后,太阳在氢元素燃烧的差不多之后,会继续燃烧氦元素(氦闪),这个过程太阳的外层会膨胀,成为巨大的红巨星。
红巨星体型巨大,会把靠近恒星的行星吞噬熔化。而远离恒星的行星,比如我们太阳系的火星木星土星,就能幸免于难,逃脱红巨星的吞噬。
红巨星阶段过后,仍然可以围绕着白矮星公转。
结局为中子星或者黑洞的行星命运 中子星和黑洞都是超新星爆发的产物,所以合在一起讨论不影响结论。
中子星和黑洞是大质量恒星的稳定产物,它们一般质量大于8倍太阳质量。
当超新星爆发,几秒内释放的能量比太阳倾尽一生(100亿年)产生的能量还多,围绕恒星公转的行星一般而言通通会被炸碎毁灭掉,整个类似太阳系的奥尔特云也会分崩离析。
超新星爆发后,产生的中子星或者黑洞一般再无行星绕其公转
对于有生命的星球来说,生命个体会寻找适合自己的归宿,对于没有生命的星球而言,一起都是永恒。
恒星死亡后,它所携带的行星会是什么命运?
行星之所以能够成为行星,必须要以一定的恒星作为中心,在恒星引力的束缚之下围绕着它做周期性的运行。除非受到别的大质量行星撞击、或者恒星突然消失这些几率非常小的事件影响,行星会成为漂移于宇宙空间中的流浪星球,直到重新找到新的家园。那么,按照恒星正常的发展演化规律,当恒星死亡之后,围绕它运行的那些行星的命运会怎么样呢?
恒星的整个生命历程,一般可以分为酝酿期、主序期、膨胀期和坍缩期。恒星的酝酿期,是恒星内核发生核聚变之前,所必须进行的物质积累过程。原先弥漫在宇宙空间中的星云物质,在引力扰动的作用下,逐渐发生聚集和坍缩,在缓慢提升核心区质量的同时,星云物质原先的重力势能一部分转化为内能,同时在不断摩擦和碰撞下,核心的温度也持续提升,另外,星云物质本来所具有的角动量,也被聚集以后核心区以及“星环”所继承,星云空间中会呈现若干以一个质心为中心,不断发展壮大且有众多物质围绕它旋转的恒星胚胎。
当核心区的温度和压力达到一定程度以后,即温度超过700万摄氏度、压力达到上千亿个大气压,在这样的环境下,内核中氢原子中的质子,就会有一定的几率突破原子核间库仑力的排斥,钻入另一个原子核中,与另外一个质子结合,形成氢的一种同位素-氘,从而开启了质子-质子链式反应的序幕,最终由4个氢原子聚变为1个氦原子,同时释放出中微子、伽马光子和部分能量。
恒星的主序期即是从以上反应开始激发时算起的,由于恒星的核聚变是从内核开始的,所以最外层的氢元素一直保持着其原有状态,不会激发出核聚变。在内核中,由于参与核聚变的轻物质会逐渐消耗,生成原子序数更大的新元素,当轻物质完全消耗以后,根据核心区温度和压力的不同,恒星的发展演化也会呈现出完全不同的状态。当温度和压力非常大时,完全有能力支撑新生成元素继续发生核聚变,那么恒星在出现一定程度的坍缩之后,继续通过更加剧烈的核聚变向外界释放光和热,从而生成更重的元素,所以在大质量恒星的内部,物质的分布呈现非常有规律的圈层结构,从外到内依次为氦、碳、氧等,一直到铁为止。由于铁的比结合能最高,要激发它进行核聚变,所需要输入的能量要大于释放的能量,所以核聚变的能量是亏损的,不可持续的,因此恒星内部的核聚变一旦产生了铁元素,那么就标志着大质量恒星生命即将结束。
不同质量的恒星,其内核最终的核聚变产物会有所不同,比如质量较大的恒星,最终会形成铁元素,而像太阳这样的恒星,最终产物只能到达碳和氧,如果比太阳再小的恒星,可能只会进行到氦。对于质量不同的恒星,不但最终核聚变的产物不同,而且在主序期以后的发展演化路径也不尽相同。主序期结束以后质量小于1.4倍太阳的恒星,最终会形成白矮星;大于1.4倍而小于3.2倍太阳质量的恒星,最终会坍缩成中子星;质量大于3.2倍太阳质量,可能会坍缩形成黑洞。
而恒星在形成白矮星、或中子星、或黑洞之前,都会经过一个体积明显碰撞的阶段,即红巨星时期(大质量的恒星这段时间所形成的星体体积更大,称之为红超巨星时期)。恒星在这段时期以内,体积之所以会持续膨胀,有的甚至能达到原先的100多倍,主要是恒星在主序期刚结束时,由于内核不再有核聚变产生,外层物质向内的重力则明显占据上峰,恒星一开始会发生剧烈的坍缩现象,随着挤压强度的提升、撞击摩擦的持续以及恒星物质重力势能的转化,核心区的温度和压力出现了明显的攀升,另外大量外层较轻物质的加入,又重启了核心区域更剧烈的核聚变反应,向外的辐射压明显提升,从而推动恒星物质迅速向外界扩散。在此过程中,距离恒星较近的行星和卫星,都逃脱不了被吞噬的命运。比如太阳,在30亿年之后,就会经历红巨星阶段,其边缘将逐渐扩展到近地轨道,水星和金星直接消失,地球也会变成一个火球。
对于像太阳这样的恒星,红巨星阶段之后,除了被抛洒出去的外层物质,其它物质便会发生剧烈的收缩,此后再也无法激发核聚变,仅靠电子简并压来支撑重力的坍缩,从而使最终形成的白矮星密度非常大,达到每立方厘米几吨的级别。那些在红巨星阶段没有被吞噬的行星,此时会继续伴随着白矮星运行。
对于大质量的恒星来说,其生命晚期会经历超新星爆发这个阶段,这种现象是宇宙中除了黑洞吞噬以外,感觉最为恐怖、能量释放最为集中的一个过程了。在超新星爆发之时,恒星周围所达到的温度将高达几千亿摄氏度,所释放的能量相当于恒星在主序期全部时间所释放的能量总和,这种爆发,势必会将恒星周围原先围绕着它运行的所有行星都分崩离析,这也是天文观测中,在中子星和黑洞周围,很难发现有围绕它们运行行星的主要原因。
以太阳系为例,当太阳死亡后,很自然的就会想到太阳系是否也会跟着覆灭或者重大改变?
没错,结局确实会这样,因为 单从质量角度考虑 ,太阳在经历红巨星,最后变为白矮星的过程,会损失可观的质量,因此 对于行星的轨道肯定会带来影响 ,说不定太阳系就会大变样。
我们知道, 太阳的工作原理是其内部的核聚变反应 ,太阳目前的体型都是靠其内部的辐射压与引力平衡而达到的,但核聚变的燃料总有一天会耗尽,实际上当其核心中的氢元素都用完时(变为氦元素),核心就变成了一颗“氦核”,但此时内部的温度却不足以点燃(也是核聚变)这颗氦核,因此氦核就会在引力作用下,进一步的收缩,而这个过程也同时导致了内部温度的上升,原本那些不太靠近内核部分的氢元素也得到了“点燃”的机会。
于是乎,太阳就按照内核收缩,外壳膨胀的过程一步步踏入 红巨星 的阶段,而此时太阳的体积和现在相比,已经是处于严重发胖。胖到什么程度呢? 其半径几乎已经到了地球轨道附近,对于在地球轨道内侧的水星和金星来说,已经完全被红巨星时期的太阳给吞没了 ,而地球上的日子也不好过(一说也认为地球会被完整的吞没),因此高温将会熔化地球表面的一切, 地球上的生命就不用谈了,如果在此之前还没能逃出地球,那就绝对是死路一条了。
但实际上,地球上的生命绝不会等到红巨星的半径延伸到地球轨道附近时才会死亡 ,在此之前,或者说从现在开始算, 由于太阳光度的不断提高,地球上的温度会越来越高,以至于最后连液态水都无法存在 ,这个时间点差不多是在一二十亿年后(注意:太阳的寿命还深五十亿年左右)
当红巨星的内部氦核达到点燃要求后,就会开始发生朝着碳氧元素进行聚变,最后慢慢的变为一颗碳氧混合的核心球,按照道理,因此温度压强的原因,这颗碳氧核心是无法进一步聚变的,所以就会在引力的作用下,再做收缩,但实际上对于太阳这种质量的恒星,其最后形成的碳氧核心是无法继续坍缩的。
因此根据泡利不相容原理产生的 电子简并压 ,将会代替辐射压与引力做抗衡,很幸运,这一平衡可以持续下去,因此太阳最后停留在这个阶段,被称为 白矮星 (当然了,由于其内部不产热,当热量耗尽的一天,就成了黑矮星)
而到了这个阶段,太阳系会怎么样呢?毫不夸张的说,由于成为白矮星后的太阳,也会持续不断的降温,所以太阳系内仅存的星球,是不可能诞生什么生命的,虽然这些星球或许还能绕太阳运转(没法摆脱太阳引力的束缚)。
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恒星是原始星云聚集而成的,能够成为恒星的星球,其质量都是足以引起自身引力塌缩并点燃核聚变的,而恒星的质量不同,其寿命长短以及最终的死亡方式也是各有不同。
恒星的死亡,无外乎三种方式,最终要么形成白矮星,要么形成中子星,要么就更进一步,直接形成宇宙中最恐怖的天体——黑洞。当然了这是恒星死亡之后所形成的稳定的终点,在此之前,恒星会需要经历红巨星、超新星这样的恐怖星体。宇宙中大多数恒星最终都会形成白矮星的,就比如说我们的太阳,大约在50亿年之后会先变成一颗红巨星。
红巨星体积急剧膨胀,太阳的直径最终会是现在的数十倍到数百倍不等,到那个时候,红巨星就会将太阳系内围的几个行星也一并吞没,包括水星、金星,甚至是我们赖以生存的地球,都不能幸免于难。而火星、木星、金星等太阳系外围行星,却不必担心红巨星的吞噬,等到红巨星阶段过去,太阳就会变成一颗白矮星,这个时候这几个幸存的行星还可以继续围绕着太阳公转,这对于其它将要变成的白矮星的恒星系统而言也是一样的道理。
而如果最终恒星会变成中子星甚至是黑洞的话,那么它们都是大质量恒星死亡之后的产物,它们的质量一般大于8倍太阳质量,而它们又都是超新星爆炸之后的产物。超新星作为中间产物,堪称是宇宙生命的杀手,凡是有超新星爆炸的恒星系统,其行星几乎无一幸免,巨大的能量将会在短短的一瞬间就将行星全部摧毁,等到它形成中子星或者是黑洞的时候,周围不会再有行星围绕它们公转。超新星爆炸产生的能量,甚至可以传到外星系,对外星系也造成致命打击。
对于我们的家园太阳系来说,留给人类的时间最多只有50亿年了,甚至还不用等到50亿年之后,地球就会因为太阳辐射能量的增加而变得温度升高,有关科学家推测,或许10亿年之后,地球上就不再适合人类生存了。然而地球的命运,最终无论怎样都难逃毁灭,在红巨星将地球吞噬之后,地球很快就会变得分崩离析,最终被摧毁成宇宙尘埃,而太阳系外围的行星,即使能够逃过一死,它们将要面对的也是一个只能发出微弱光芒,辐射出淡淡能量的白矮星,整个太阳系将归于沉寂,太阳系也会成为生命的禁地。
恒星死亡后,它携带的行星是什么命运?
要知道这个问题首先要知道恒星的生命旅程。
基本上来说恒星分为巨大,大,中,小四类,他们都是在星云中诞生的,所有的恒星都会随着聚合反应的加剧会经历形成,稳定,坍缩,膨胀这几个过程。不同的是巨大和大型恒星会发生超新星爆炸,巨大的会形成黑洞,大型的会形成中子星。中子星会继续发光数十亿年并最终熄灭,而黑洞的寿命我们目前不得而知。而中型小型恒星则会在膨胀后再次收缩成为白矮星或者褐矮星,它们的寿命也很长,但最终也会熄灭。
在膨胀和爆炸的过程中恒星会毁灭周边绝大多数行星,少数距离非常远的行星未受波及也会随着恒星爆炸的威力或者引力的减弱被抛向宇宙深空,最终形成永久冰封的孤儿行星。
其实孤儿行星或者孤儿恒星在宇宙中非常常见,都是由古老星系或者恒星爆炸而形成的。
先简单说出答案,当恒星死亡后,其周边行星的命运基本有两中,一种是被恒星吞噬掉,另一种是被恒星爆炸时的冲击波扔到宇宙中,称为流浪行星。
下面具体说下恒星的命运。
我们通常说的恒星一般指的是主序星,就像我们的太阳,正是壮年时期,也是出于主序星时期。这个时期的恒星依靠核心氢聚变产生的能量,与自身的引力形成平衡,因此,可以保持一定时期的稳定性,也可以保证周围小天体的稳定性。
这个时期的长短与恒星的质量有关,太阳的主序星时期大概是100亿年,比太阳质量小的会有2,3百亿年甚至更久,而大于太阳质量的可能只有几亿年甚至更短的寿命。
当恒星主序星时期的结束时,由于内部产生了新的聚变反应,氢元素消耗的差不多了,因此开始了更重元素的聚变。这时平衡就被打破,在短短数千万年的时间中,恒星会膨胀称为红巨星。
这时,距离较近的行星就会被恒星吸入腹中,成为恒星的一部分。例如太阳,当其变为红巨星后,水星肯定是被吸收了。金星也很可能难以自保。
红巨星时期并不长久,也就维持个千万年左右,也是与质量相关的。
随后便发生了爆炸,恒星级的爆炸在宇宙中可能算不上什么,但是对于周围的小天体,则是一场灾难。巨大的冲击力将恒星外层的物质抛射到太空中,可形成几光年到十几光年大小的星云物质。而行星更是被巨大的冲击力抛入寒冷的宇宙中,称为永久的流浪行星。
像木星,土星这样的行星,表面的大气层将被吹散,只剩下固态的核心,从此远离太阳,远离恒星。如果幸运的话,数十亿年后可能被其他恒星捕获。如果遇不到的话,就会永远在寒冷的宇宙中流浪下去。
我们可以确认,在宇宙诞生的一百多亿年中,宇宙空间中应该有大量的行星天体,甚至在星系之间的宇宙空间中,可能也存在很多流浪天体。由于不发光,所以无法观测到但他们确实存在于无尽的
恒星的死亡一般意味着整个系统的崩溃,行星作为其中的一员自然难逃悲惨命运,因此有人说行星的寿命跟恒星的寿命相当,在某种意义上确实如此
在茫茫宇宙之中一片原始星云快速旋转,中心物质聚集密度较大,随着时间的推移不断的有物质聚集而来,最终一颗新的恒星诞生。而剩余的物质依旧绕着中心旋转,一些物质聚集之处也就成了形成行星最初的“星子”,最终一个恒星系诞生。例如太阳系内太阳为核心,在之外是八大行星,此外还有柯伊伯带和奥尔特云的存在。太阳死亡变成白矮星后,整个系统都将重新洗牌。
恒星内核处不断的进行着核聚变,最终有偃旗息鼓的那一天,恒星的生命终结,根据质量的不同有三条路:白矮星、中子星、黑洞。例如类似于我们太阳质量的恒星,核聚变结束后就将变成白矮星,在此之前太阳会经历氦闪(高能量的短时爆发),四颗岩质行星都将瞬间被汽化,四颗气态巨行星被推离原轨道。即使没有这一步,那么太阳在进入红巨星时代后它的外边缘也将达到火星轨道的位置,届时地球也会被吞进太阳“肚子”。 那么如果恒星质量很大最终的结果可能就是中子星或者黑洞了,那么经过超新星爆炸的洗礼比氦闪的规模大的多,几乎大部分的物质会以光速十分之一左右的速度向外飞去,行星几乎全烟消云散了。即使某些漏网之鱼的行星,最终也会被变成黑洞的母星所吞噬,因为黑洞甚至会吞噬自己的伴星。
所以说未来等待的人类的机会还有三十亿年左右,无论是带着地球去流浪还是星际飞船寻找新的家园,时间上都是足以的。