TUhjnbcbe - 2023/10/10 17:16:00
太阳确实会变成一颗红巨星。要了解这个问题，我们就得从太阳的一生来看。首先关于太阳的起源问题主要是星云假说。说的是太阳诞生于一片分子云的引力塌陷，然后在引力作用下成为了恒星胚胎。后来，在引力的作用下，太阳核心的温度开始急剧升高，达到万度左右。这个温度本来是不足以点燃太阳核心的核聚变反应。这是因为太阳主要是由氢构成的，而氢核聚变大概要一亿度的温度。不过，因为温度太高，太阳内部是等离子态，电子，原子核都自由自在的，就像一锅离子汤。而氢原子核说白了就是质子。要发生氢核聚变，就是要让质子和质子之间反应，然后生成更大号的原子核。但我们都知道同性相斥，质子带正电，它们之间会因为库伦力，而不易发生核聚变。不过，好在存在一种量子效应：隧穿效应。大意就是：微观粒子能够穿入或者穿越位势垒的量子行为，尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。说白了就是，在微观世界当中，原本不可能的事情，其实也有一定的可能性会发生。于是，质子和质子就有一定概率发生反应，这个概率大概是十亿年发生一次。不过，由于太阳内部质子数量众多，所以，要发生这个反应并不难。也就是因为隧穿效应，所以太阳的核聚变反应能够被点燃。同样是因为这个原因，太阳被点燃后不会像氢弹那样一下子全炸没，而是循序渐进地进行核聚变反应。这个时期的核聚变反应主要是质子-质子反应链，氢核聚变最终生成氦-4。其实还有少量的碳氮氧循环，也是氢核聚变最终生成氦-4，其中碳氮氧充当了催化剂。此时太阳处于主序星时期，整个时期大概要持续亿年，燃料就是氢。并且我们称呼这个时期的太阳为*矮星。我们要注意的是，虽然是隧穿效应使得太阳进行核聚变，但如果没有引力促使太阳核心达到如此高的温度和压强，也是无法点燃太阳的。所以，引力一直充当着重要的角色。而引力和质量有关，但是核聚变其实一直在损失静止质量，这部分丢失的质量以光和热的形式辐射出去。所以到了主序星时期要结束时，太阳会因为自身的引力减小，导致引力无法对抗核聚变产生的向外压力，于是恒星外层就被推到远方，这时候水星和金星轨道都在太阳的内部，而地球大概在太阳的大气层附近，这时候太阳就进入了红巨星的状态。之所以会这样，还和辐射层有关，太阳主要是核心在核聚变，但是太阳外层也有很多氢，辐射层隔离了太阳的对流层和内核，因此外部的氢就没办法进入到太阳内核参加核聚变。所以才会发生上文说到的事情。当太阳核心完全烧完了氢时，内核就会在引力的作用下急剧收缩，内核温度也就急剧升高，直到差不多1亿度，就会点燃氦的核聚变反应。当氦被点燃后，它会通过核聚变生成碳和氧，烧氦这个过程其实很快，大概也就是10亿年左右的时间，这之后，太阳就会进入白矮星阶段，等着慢慢得凉透。这里多补充说明一点，那就是太阳此时的自身引力导致的核心温度是不足以支持碳和氧继续核聚变反应的，不过宇宙中也确实存在一些天体可以一直支持各种元素的原子一步步核聚变直到铁，甚至是超新星爆炸，生成中子和黑洞，这里的区别在于恒星的质量，质量越大，恒星的寿命越短，越有可能成为中子星甚至黑洞，而恒星的质量越小，寿命就越长，就越有可能醉成称为一颗白矮星甚至是黑矮星。最后，我们来总结一下，太阳到了晚年确实会变成一颗红巨星，这是因为太阳外部的氢由于辐射层的阻碍，无法进入核心，当太阳核心烧完氢只会，太阳的外层会被推出去，而内核在引力的作用开始收缩以至于点燃氦的核聚变反应，而此时的太阳就成为了一颗红巨星。