幾乎所有人都知道太陽是一顆恆星,但很多人不知道「恆星」只是一個統稱,換句話說,在恆星這一大類中,其實還有很多不同的種類(不是階段)。
目前,科學家們主要是通過光譜對恆星進行分類,分別是O、B、A、F、G、K、M,對應的分別是藍、藍白、白、黃白、黃、淡橙、橙紅這幾種顏色。
太陽對應的光譜類型為G,也就是分類中的黃色,其表面溫度大約在5200至6000K。像太陽這樣的恆星在主序星中僅有7%左右,可見太陽並不是常見的恆星。
太陽不是常見的恆星,那什麼是常見的恆星呢?答案是表面溫度在2200至3700K的M型恆星。
根據相關研究證實,銀河系中大部分的恆星都是M型恆星,占到了總恆星數的76%左右,而M型恆星我們一般將其稱為「紅矮星」。
值得一提的是,4.2光年外的比鄰星就是一顆M型紅矮星,它的表面溫度比太陽低了2700℃。
紅矮星的基本特點
作為一種恆星,紅矮星的質量和體積都非常的小,絕大部分紅矮星的質量和體積,都不超過太陽的三分之一。
當然,體積和質量的「小」,僅僅是相對太陽這樣的恆星而言的,和一般的行星比較起來它也是非常大的,比如即便是最小的紅矮星,其質量也至少是木星的100多倍以上。
既然是恆星,紅矮星的內部自然也會進行核聚變,就像其他恆星一樣,內部的氫元素核聚變成氦。
然而,當恆星將所有氫聚變成氦堆積到核心時,紅矮星內部則依舊保持對流,這意味著氫和氦持續攪混在一起,讓紅矮星燃料消耗極為緩慢。因此,紅矮星就出現了一個極為特別的特徵:質量越小,壽命越長。
根據科學家的研究,紅矮星的平均壽命能達到1~10萬億年之久,相比之下太陽的壽命僅僅100億年左右。
由於宇宙誕生至今僅130多億年,所以目前還沒有任何一顆紅矮星成長到老年時期,換句話說,目前宇宙中所有的紅矮星其實都處於「嬰兒時期」。
紅矮星的進化之路
對於人類這種有智慧的生物來說,悠久的壽命可以說具有巨大的誘惑,正因為有這種誘惑的存在,歷史上才會有不少古代君王四處派人尋找不老藥。
然而,對於紅矮星來說壽命長可能不見的是一件好事,因質量低導致的超長存活周期,雖然讓它有了比肩宇宙的壽命,但也從根本上鎖死了它的進化或者說演化之路,使得它無法像一些大質量恆星那樣,擁有輝煌而又絢爛的一生。
要知道,一般的大質量恆星能夠發出耀眼的光芒,最直接的體現就是能夠通過肉眼直接在星空中看到(距離較近),而紅矮星的光芒極為暗淡,肉眼在夜空中根本就看不到,哪怕它僅僅距離我們4光年左右(比鄰星)。
除了「活著」時光芒四射,大質量恆星壽終正寢時仍能再當一次最靚的仔,因為超新星爆發會釋放出極強的光亮。
此外,別以為死亡就是一切的終點,大質量恆星死亡後又將開啟一段新的「星生」——中子星或黑洞。
如果變成了黑洞,那它往後的經歷就有意思了,通過黑洞和黑洞的合併,變成質量更加龐大的黑洞,能夠直接將一顆G型恆星吞噬。
相比之下,紅矮星就要單調得多了。由於演化被鎖死,它只能夠在漫長而又孤寂的歲月中消磨。當然,如果一些紅矮星的運氣足夠好,那麼它們其實也能夠在宇宙漆黑如天鵝絨般的帷幔上留下輝煌的一瞬,比如通過白矮星的演化路線,變成有著「標準燭光」地位的Ia型超新星。
紅矮星孕育生命的可能性
知道了紅矮星具有極長的壽命周期,可能很多人心中會出現一個疑惑,它極長的壽命是不是意味著周圍行星和其上的生命,都有著漫長的演化時間和發展周期呢?答案是否定的。
眾所周知,像太陽這樣的恆星系都有一個宜居帶,處於這個狹窄地帶的行星一般擁有合適的溫度和液態水,從而更可能能出現生命,地球就是因此才孕育了生命。
而紅矮星是一種和太陽完全不同的恆星,所以紅矮星系內部的情況和我們理解中會產生一些差異。
首先,因為紅矮星的溫度相對較低,所以它的宜居帶距離主星很近,這會導致宜居帶內的行星會被恆星引力「鎖住」,一面永遠朝著恆星,也就是我們常說的潮汐鎖定,從而出現行星兩個半球環境差異極大。
比如在距離地球48.6光年處有一個代號為「LHS 3844b」的行星,這個行星的主星是一顆紅矮星。
根據觀察和研究,「LHS 3844b」的直徑是地球的1.3倍,公轉一周只需要11小時。由於被主星潮汐鎖定,這顆星球上的晝夜溫差極為驚人,白天最高溫度能夠達到767℃,而到了晚上又變成了有-273℃。一千多攝氏度的溫差,相信沒有什麼生物能夠在那安然生存。
目前,科學界主流認為紅矮星周圍根本無法孕育生命,或者說無法孕育我們所理解的生命,而銀河系中有70%以上的恆星都是紅矮星,也就意味著銀河系的大部分地方都是不適宜生命出現的「禁區」,所以人類會出現在太陽系幾乎就是一種必然和註定。
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