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太阳晚年究竟有多可怕?11亿年后灭尽人类,72亿年后蒸发掉地球!

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云上共诚Lv.6 显示全部楼层 发表于 2023-10-14 15:45:35 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
#头条创作挑战赛#
地球最大概的了局:被太阳蒸发,最终化作宇宙尘埃。

实在,11亿年后,太阳光度就会增加10%,全球生物都会迎来世界末日。
均匀温度达到20℃,赤道和两极动植物受到显着影响。
太阳常数为1367W/m2,约莫有34%的热量被大气和地球反射/散射。太阳光度增加10%之后,地球继承的直射热辐射约1000W/m2。根据辐射定律j*=εσΤ4,可盘算出,地球均匀温度会增加6℃。
在此之后,随着水分的大量蒸发,造成严重的温室效应,地球一边升温,一边大量流失水分。随着气压的上升,15亿年后,大气温度会超过100℃,整个地球会变成一个超高压大蒸笼,全球生物渐渐走向灭尽。

35亿年后,太阳光度增加40%。
颠末20多亿年的时间,随着地球水分的全面流失,地球均匀温度反而大概有所降落。但仍旧比40℃(从如今的大气布局推算)的理论温度高很多。这是因为在高温下,碳酸盐会分表明放出大量的二氧化碳。
比方,金星轨道仅仅比地球近了30%,但有地球92倍压强的大气,以及96.5%的二氧化碳,所以它的温度高达462 °C。

假如地球上的水蒸发得充足的快,地球大概会先履历一个类似火星的阶段
随着水蒸气消失,地球大气中的二氧化碳已经成为主要成分。温度会比金星低一些,约莫300℃上下。
65亿年后,太阳光度增加120%。
颠末数十亿年的高温,碳酸盐中的二氧化碳得到大量的释放。
此时地球接收到的热辐射,比现今的金星稍高一些。
地球变成一颗超等金星,大气浓度超过现今的220倍以上,均温也超过500℃。

紧接着,太阳主序星时代竣事,进入红巨星模式。
72亿年后(红巨星7亿年),太阳光度恒定增加到130%。
这个阶段,太阳的变化比较恒定,相对来说,对地球的影响并不算大。
但紧接着太阳开始发作,随着太阳内核燃烧的速率加速。

太阳光度达到现今的17倍(增加1600%)。
由于温度过高,再加上猛烈的太阳风,大概会在数亿年的时间中,吹散地球大气。
没有大气层的地球,地球变成了一颗超等水星。

阳面的温度高达500℃以上,而阴面温度低于-100℃。
此时夜晚的地表,也和水星、月球夜晚冷寂的表面,没有什么两样:

紧接着太阳内核的光度达到现今的34倍,但随着太阳的急遽膨胀,表面光度反而有所降落。
颠末数亿年的时间,太阳达到红巨星的巅峰状态,光度升高到现今的2349倍。
被太阳直射的地表已经达到2470℃,地表渐渐融化,彻底化作熔岩星球。

而此时,太阳半径也膨胀了170倍,吞没了水星,也有肯定大概性吞没金星,到达地球轨道附近。
颠末1亿年的时间,太阳进入红巨星的渐近支(AGB)阶段。半径膨胀213倍,达到日地间隔的99%。此时太阳质量已经损失了30%,由于轨道和太阳质量平方反比,所以日地轨道会增加约20%。

所以,地球大概并不会被吞没,但根据预估数据的不同[1],以及太阳膨胀之后自转变慢,潮汐效应令地球公转角速率降低,轨道反而会收缩。所以,地球也大概刚好被吞没。
但不被吞没的概率,会大一些。
然而,以上环境,并不是地球遭遇的最极度环境。
到达红巨星巅峰状态后,太阳内核温度达到1亿K,发生氦闪。在充足短的时间内,释放出了已往数百万年的总聚变能量,达到5×10^41 J[2],约为超星新发作的0.3%。地球吸收的氦闪能量,就高达10^32 J,相称于地球的引力结合能。

极短的时间内,太阳内核的光度增加10^10倍。
但由于简并度的提拔,以及太阳的膨胀,大量的能量不会刹时释放出来,太阳表面的光度会低两个数目级。
但哪怕云云,也是现今光度的1亿倍,即便思量地球轨道的增加,也可导致地球表面的温度高达3.5万℃。
这个温度,足以把地球表面的物质摧毁成等离子状态。

在接下来的1万年的时间内,太阳光度在今天100万倍附近震荡[3]
固然太阳最终质量降落到现今的50%左右,地球轨道半径增加40%,但这个光度,带给地球的温度,同样高达1万℃。
上万℃,1万年的照射,足以彻底地蒸发整个地球。
通过地球质量已经构成的元素来预估,蒸发地球的能量不超过10^33 J。但是,1万年的高达100万倍现今太阳的光度,对地球产生的热量却高达10^35 J。而在后续,太阳还会发生多次壳层氦闪,每次持续数百万年。
氦闪时,飞散而出的恒星物质和能量,也会对地球造成致命的打击。

蒸发掉的地球去了哪里?它化作了围绕太阳的星际物质。
氦闪彻底竣事之后,太阳化作一颗内部具有炽热(12000K)白矮星的行星状星云。
而地球,会是行星状星云的一部门。
星云宽达1光年,犹如一颗巨大的天眼,回望着那充满生气的已往:

或许,在接下来的数十亿年,在宇宙尘埃中,大概会诞生一颗新的太阳。
而原本构成地球的那些星际物质,也大概再次形成新的行星。
它或许也会诞生新的生命,开启下一个轮回。


参考


  • ^Schrder, K. -P, Smith R C . Distant future of the Sun and Earth revisited[J]. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 386.
  • ^Edwards A C . The Hydrodynamics of the Helium Flash[J]. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 1969(4):4.
  • ^ Sackmann I J , Boothroyd, A. ~ I , et al. Our Sun. III. Present and Future[J]. Astrophysical Journal, 1993, 418(1):457-468.
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