当太阳燃烧殆尽时会发生什么？

或许没有什么比太阳更古老、更永恒不变了，太阳是一颗黄矮星，已经照亮地球超过 40 亿年。

但我们的恒星也会经过。科学家们实际上非常确定它经过时会发生什么。

太阳通过融合或结合其核心内的极热氢原子来为自己提供能量。这会产生氦和大量能量。但就像音乐盒会自行熄火一样，太阳核心中的氢也会耗尽。当这种情况发生时，大约 50 亿年后，太阳将不得不寻找新的能源。

一开始，这不是问题。如今，氢聚变还能让太阳的核心向外层推去。当核心无法再承受时，外层的氢就会涌入并升温——为太阳提供更多燃料进行聚变。一切似乎都很好。

但这是有代价的。这些事件的副作用将导致太阳变红、冷却，膨胀到目前大小的一百多倍，吞噬水星、金星甚至地球的轨道。太阳将变成一颗红巨星，就像我们在天空中看到的大角星或毕宿五一样。

[相关：我们仍然不知道太阳内部到底是什么——但这种情况可能很快就会改变]

这一切都是为了补充氢，而氢只能为太阳多活 10 亿年。当氢也耗尽时，太阳将被迫寻求次优方案：它一直以来都在生产的氦。

当太阳开始融合氦时，它似乎会恢复正常。氦将部分重建核心的废墟，膨胀的恒星将失去大部分体积。天文学家称之为氦闪光。但有一个问题：闪光将在短短几分钟内烧掉太阳中近十分之一的完好氦。

随后，日益衰老的太阳面临一个致命问题：作为燃料，氦根本无法与氢相比。聚变氦的能源效率远不及聚变氢，而且会产生碳和氧。聚变这些物质是可能的，但难度要大得多，效率也低得多。

剩余的氦只能为太阳再维持1亿年左右。

当太阳无法再融合氦时，它将进入另一个困难时期。它会再次膨胀，拼命寻找任何可以融合的氢或氦。即使核心开始坍缩，恒星也可能将其外缘推得更远，也许会一直越过小行星带。

这种情况只能持续一段时间。最终，太阳将剥离其所有外层。下一个恒星系统的观察者可能会看到壮观的景象，就像一个明亮的光环。对于我们认识的太阳来说，这 10,000 年是它的死亡时刻。

它会留下一种被称为行星状星云的天体墓碑，尽管其中没有行星——除非曾经的木星、土星、天王星和海王星的黑暗、死亡的外壳设法阻止自己被吹走。

但对于太阳来说，死亡并不是终点。虽然它的一半质量会从恒星中喷涌而出，但其余部分会在行星状星云的正中心挤压在一起。这将变成太阳核心的一个微小、明亮、密度极高的余烬，大小不比地球大。这种燃烧的残余物被称为白矮星。

太阳漫长、最后、孤独的形态就此开始。经过数万亿年，经过比宇宙当前年龄长数百倍的时间，这颗白矮星将非常非常缓慢地失去其剩余的热量并逐渐变黑。

这个故事最初刊登在 PopSci 2021 年夏季热刊上。阅读更多 PopSci+ 故事。

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