紅矮星長壽的奧秘。 紅矮星。NASA 太陽還能在主序階段維持大約50億年,50億年對于人類來說的確非常久。但是如果和宇宙間質量最小的一類恒星——紅矮星相比,這點時間簡直微不足道。這類恒星的質量只有太陽的1/12,壽命卻可以長達數萬億年。 要揭開紅矮星長壽的奧秘,我們必須先了解主序星,然后比較它們的異同。 太陽的基本結構。維基百科 / 老孫 氫在主序星內核的高壓高溫下聚變成氦,并釋放出伽瑪射線。 內核外部是輻射層,這里溫度不夠高,因此不能引發聚變。但內核產生的、以光子形式存在的能量會在這個區域持續不斷地被釋放和吸收,無序地向恒星的最外層傳遞。 輻射層外部是對流層,呈超熱狀態的等離子團塊在這里浮向恒星表面,并在恒星表面將熱量釋放到太空中。它們在冷卻后又會沉入恒星內部,再次變熱,如此周而復始地循環。 慢慢地,恒星內核中的氦會越來越多。內核中的氫一旦耗盡,恒星便會步向死亡。盡管恒星內核的氫只占恒星所有氫含量的一小部分,卻沒有辦法依靠現有機制挽回它的命運。 紅矮星和太陽這樣的主序星在結構層面上是不同的。紅矮星的質量低,因此它有內核和對流層,卻沒有輻射層。而這就是一切差異的根源。 紅矮星內部的對流。NASA 在紅矮星內部,對流層和內核是直接相連的,因此聚變的副產品——氦能夠通過對流擴散到整個恒星。新鮮的氫也能夠通過對流進入恒星內核,參與到聚變過程中。 由于利用率非常高,氫在這種質量最低的紅矮星內部能夠緩慢地燃燒10萬億年左右。 現代天文學取得的一個驚人發現是,這些最低質量的紅矮星也擁有行星。我們已經發現的許多和地球最為相似的行星,它們的宿主恒星就是紅矮星。如果行星的質量和地球相似,且位于恒星的宜居帶,那在這樣的行星上,甚至可能存在液態水。 紅矮星周圍的行星。NASA 但最大的一個問題是,紅矮星是極端多變的一類恒星。某些紅矮星表面40%都是黑子,這會導致輻射的產出量減少,進而改變恒星的宜居帶。 某些紅矮星還會產生巨型耀斑,殺死行星上剛剛出現的生命。紅矮星DG CVn釋放的耀斑比太陽耀斑強大10000倍。如果生命遭遇這樣的耀斑,絕對不是一件好事。 產生巨型耀斑的紅矮星DG CVn。NASA 幸運的是,紅矮星通常只會在它們生命大約前十億年的時間中產生這樣巨大的耀斑。此后,它們便會平靜下來,為周圍提供數萬億年的舒適環境。這樣長久的時間,足以讓生命繁衍發展。 也許在遙遠的未來,擁有超級智慧的生命有辦法把氫重新注入太陽內核,并把氦排出。如果他們能夠做到,那么太陽的生命還能再延續幾十億年。 有那么多可加以利用的氫,只是因為存在一個輻射層,便無法進入太陽內核參與聚變反應,的確是太可惜了! |
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