『天文在线』如果太阳开始变化,向外散发更强的热,外层行星可能会变得温暖吗


命中注定 , 地球会变成围绕着膨胀的红星运转的一堆焦炭 。

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这是以太阳为主序恒星的行星逃不过的最终命运 。 此类主序恒星以氢为燃料 , 当燃料耗尽时 , 它们就会转换成氦 , 变成红巨星 。 虽然太阳转变为红巨星对地球来说是个悲伤的消息 , 但对于位于太阳系最遥远区域的冰态行星来说是个好消息 , 它们将首次沐浴在太阳的温暖中 。

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在太阳的一生中 , 它缓慢而稳定地变得越来越亮 , 越来越热 。 大约40亿年后它将变成一颗红巨星 , 我们熟悉的黄色太阳将变成鲜红色 , 此时它主要发出红外和可见光的低频能量 。 它的亮度将增加数千倍 , 但表面温度却变得更低 , 它的大气层将膨胀 , 慢慢吞噬水星、金星 , 甚至可能吞噬地球 。

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在太阳的大气层达到地球轨道的1个天文单位的同时 , 它会失去大量的质量 , 这一波喷出的气体可能会把地球推到射程之外 。 但无论地球是被吞噬还是被烧焦 , 地球上所有的生命都将被消失 。

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然而 , 位于科罗拉多州博尔德市的西南研究所空间研究部主任·艾伦·斯特恩在《天体生物学》杂志上发表的论文表示 , 太阳系其他位置可能会出现适合生命生存的星球 。 文章中表示 , 位于10至50个天文单位的行星将成为宜居带 。 太阳系的宜居带是指水可以保持液态的区域 。

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随着太阳在变成红巨星的阶段 , 变得越来越亮 , 宜居带将在10至50个天文单位里逐渐转移 。 土星、天王星、海王星和冥王星都位于10至50个天文单位内 , 它们的冰质卫星和柯伊伯带天体也位于10至50个天文单位内 。 但并不是所有这些星球都适合生命体存活 。

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不过 , 气态行星土星、海王星和天王星可能不会随着太阳转变成红巨星而变得宜居 。 天文学家已经在其他星系中发现了离母星非常近的气态行星 , 这些“热木星”似乎能留住它们的气态大气层 , 尽管它们靠近强烈的辐射 , 而生命不太可能出现在气态行星上 。
斯特恩认为海王星的卫星特里同 , 冥王星和它的卫星卡戎 , 以及柯伊伯带的天体会是最好的候选者 。 这些天体富含有机化学物质 , 而且红巨星的热量会促使它们冰冷的表面融化成海洋 。

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斯特恩说 , “当太阳变成一颗红巨星时 , 太阳系之前的冰世界将会融化 , 在几千万到几亿年内变成海洋绿洲 。 到那时 , 我们的太阳系将不再像现在这样只有地球一个星球有海洋 , 所有的巨型行星的冰冷卫星 , 柯伊伯带的冰冷矮行星都将拥有海洋 。 到那时 , 冥王星的温度和现在迈阿密海滩的温度差别不大 , 所以我喜欢把这样的星球称为温暖的冥王星 , 就像近年来发现的大量围绕类太阳恒星运行的热木星一样” 。
太阳的转变并不能决定全部 , 行星的特征也在很大程度上决定了它的可居住性 。 这些特征包括行星的内部活动、行星的反射率或反照率 , 以及大气的厚度和组成 。 即使一颗行星具备所有有利于宜居的元素 , 生命也不一定会出现 。


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