日
太陽
日是太陽的別稱,也是古人對太陽的別稱。他位於太陽系中央,太陽系所有行星都圍著它轉,地球轉一圈是一年。
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太陽是在大約45.7億年前在一個坍縮的氫分子云內形成。太陽形成的時間以兩種方法測量:太陽目前在主序帶上的年齡,使用恆星演化和太初核合成的電腦模型確認,大約就是45.7億年。這與放射性定年法得到的太陽最古老的物質是45.67億年非常的吻合。太陽在其主序的演化階段已經到了中年期,在這個階段的核聚變是在核心將氫聚變成氦。每秒中有超過400萬噸的物質在太陽的核心轉化成能量,產生中微子和太陽輻射。以這個速率,到目前為止,太陽大約轉化了100個地球質量的物質成為能量,太陽在主序帶上耗費的時間總共大約為100億年。
太陽沒有足夠的質量爆發成為超新星,替代的是,在約50億年後它將進入紅巨星的階段,氦核心為抵 抗引力而收縮,同時變熱;緊挨核心的氫包層因溫度上升而加速聚變,結果產生的熱量持續增加,傳導到外層,使其向外膨脹。當核心的溫度達到1億K時,氦聚變將開始進行並燃燒生成碳。由於此時的氦核心已經相當於一個小型“白矮星”(電子簡併態),熱失控的氦聚變將導致氦閃,釋放的巨大能量使太陽核心大幅度膨脹,解除了電子簡併態,然後核心剩餘的氦進行穩定的聚變。從外部看,太陽將如新星般突然增亮5~10個星等(相比於此前的“紅巨星”階段),接著體積大幅度縮小,變得比原先的紅巨星暗淡得多(但仍將比現在的太陽亮),直到核心的碳逐步累積,再次進入核心收縮、外層膨脹階段。這就是漸近巨星分支階段。地球的命運是不確定的,當太陽成為紅巨星時,其半徑大約會是現在的200倍,表面可能將膨脹至地球現在的軌道——1AU(1.5×10m)。然而,當太陽成為漸近巨星分支的恆星時,由於恆星風的作用,它大約已經流失30%的質量,所以地球的軌道會向外移動。如果只是這樣,地球或許可以倖免,但新的研究認為地球可能會因為潮汐的相互作用而被太陽吞噬掉。但即使地球能逃脫被太陽焚毀的命運,地球上的水仍然都會沸騰,大部分的氣體都會逃逸入太空。
即使太陽仍在主序帶的現階段,太陽的光度仍然在緩慢的增加(每10億年約增加10%),表面的溫度也緩緩的提升。太陽過去的光度比較暗淡,這可能是生命在10億年前才出現在陸地上的原因。太陽的溫度若依照這樣的速率增加,在未來的10億年,地球可能會變得太熱,使水不再能以液態存在於地球表面,而使地球上所有的生物趨於滅絕。
繼紅巨星階段之後,激烈的熱脈動將導致太陽外層的氣體逃逸,形成行星狀星雲。在外層被剝離后,唯一留存下來的就是恆星炙熱的核心——白矮星,並在數十億年中逐漸冷卻和黯淡。這是低質量與中質量恆星演化的典型。