太阳的演化路径:黄矮星,红巨星,白矮星,黑矮星

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太阳因为质量太小,没有达到钱德拉塞卡极限(3x10^30公斤),属于黄矮星范畴,其演化路径将会是在燃料消耗完之后膨胀成为一颗红巨星并吞没地球轨道,然后坍缩为白矮星,最终冷却成为黑矮星。

在宇宙当中,恒星大概会有2种归宿,一种是没有达到钱德拉塞卡极限的恒星,这种恒星在消耗完他们的燃料之后,体积将会不断膨胀成为一个红巨星,最终外层脱落演变成一颗白矮星;另一种则是达到了达到钱德拉塞卡极限的恒星,这种恒星在消耗完他们的燃料之后,会以爆炸的形式结束自己的一生。

钱德拉塞卡极限大概为3x10^30公斤,这个质量约为太阳质量的1.44倍。太阳现阶段属于黄矮星范畴,因为质量没有超过钱德拉塞卡极限,太阳在燃料消耗完之后是不会发生爆炸的,而是其内部核聚变燃料减少,其外部物质将会开始发生扩散,膨胀成为一颗红巨星。这大概会在约50亿年后发生。

届时,当太阳成为红巨星时,其半径大约会是现在的200倍,表面可能将膨胀至地球现在的轨道﹣1AU(1.5×10m),并将地球轨道吞没。当这一切结束之时,太阳便会开始坍缩,最终成为一颗白矮星。很多人认为白矮星就是太阳以及其它黄矮星的最终形态,其实这是错误的,白矮星虽然已经停止了核聚变,但是其并没有完全冷却,所以并不是小型恒星的最终形态。

随着白矮星的逐步冷却,最终其会成为一颗冰冷的黑矮星,而这才是小型恒星的最终命运。等等,宇宙间并没有发现过所谓的黑矮星啊?是的,我们的确没有在宇宙空间中探测到过黑矮星的存在,这是因为白矮星冷却成为黑矮星的过程是非常缓慢的,天文学家认为,这个冷却降温的过程将会持续200亿年左右。上面我们说过了,宇宙的预估年龄只有138亿年,而小型行星的寿命通常在几十亿年乃至上百亿年之间,再加上200亿年的冷却时间,其已经超过了宇宙的年龄,所以迄今为止宇宙间还没有发现过一颗黑矮星。