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为什么太阳会逐渐变亮? 第1页

  

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补充一下我的理解

恒星氢聚变的方式有pp过程和CNO循环两种,前者的能量产率和温度的4次方成正比,后者则和温度的15~18次方(从不同来源看到的数据)成正比。太阳核心CNO循环的贡献只有1.7%。

根据另外两位的答案,恒星核心的温度会逐渐上升。可以计算一下,当温度上升2%时,pp过程的贡献从98.3增加到106.4,而CNO循环则会从1.7增加到2.3(按15次方计算),总共是108.7%。温度上升5%时,则是119.5+3.5=123%。23%的涨幅已经很可观了。

一般认为太阳形成初期的亮度只有现在的70%。20亿年后,太阳的能量输出增加23%的时候,仍然是一颗主序星,离变成红巨星还有很久,但是地球上即使不考虑温室效应,平均气温大约会达到70度,因此海洋必然已经全部蒸发了。那时地球上可能只有少数微生物还能生存。

当太阳核心温度上升40%时,pp过程的贡献从98.3增加到378,CNO循环则是1.7增加到264,总共是现在的6.4倍。这时的太阳估计已经膨胀到现在的两倍左右直径(参考南河三),差不多开始离开主序带,进入次巨星分支了。此时地球表面不考虑温室效应的温度是170度左右,实际情况应该和现在的金星类似。

当太阳核心温度上升65%时,总的输出功率是现在的38倍左右,这时的太阳膨胀到现在的10倍左右直径(参考波江座53),不过离水星轨道还差很远,算是早期红巨星。地球表面温度大约是420度,估计人类存在的痕迹已经基本看不到了。(实际上前面的计算应该已经不适用了。)

太阳膨胀到现在100倍左右时(达到水星轨道),输出功率是现在的1500倍左右(参考天苑十一),地球表面温度会达到1460度,回到几十亿年前的岩浆行星状态。

(ps. 此时的太阳应该还没有达到氦闪的阶段。)

氦闪前的太阳应该会膨胀到地球轨道的位置,这时地球表面温度至少有2000度以上,而铝和铁的沸点分别是2519度和2862度,因此地球有可能逐渐气化掉。不过考虑到此时的太阳已经损失了部分质量,所有行星轨道都会向外移动,这样看来地球还有可能幸存。水星和金星必然完蛋了,木星和土星会被剥掉一层皮,但大体还完整。




  

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