未來太陽將變成紅巨星。 這一點在《流浪地球》中已經被大家普及了。 不過，太陽為什么會變成紅巨星，地球又會是什么樣的死亡過程，或許大家都不太清楚。 下面我們簡單分析一下太陽和地球未來的發展過程。
《流浪地球》中描述的氦閃和紅巨星有什么關系？
關于氦閃，《流浪地球》的粉絲想必都明白，這是太陽發展過程中的一個階段，但劇中并沒有解釋太陽為什么會出現氦閃。 很多科普文章只是指出氦元素的積累和劇烈燃燒導致氦閃。 總體描述沒有什么問題，但總感覺少了點什么，所以下面補一下。
質子鏈反應是在太陽核心發生的過程。 第一步，氕的質子（氫同位素）融合成氘的質子+中子。 然而，這個過程是非常漫長的。 天文學家曾經計算出太陽核心達到了低于這個溫度，但后來量子隧道效應的發現解釋了這個過程。 然而這種效率很低，這也是限制太陽燃燒速度的關鍵。 太陽正在“控制”產生燃料的速度。 質子鏈會產生氦三，然后產生氦四，但是當到達氦元素階段時，就會出現一個問題：
氦的聚變溫度更高，太陽的核心可能通過塌縮達到這個溫度
氫氣的燃燒要求甚至更低。 鐵芯內存在熱壓力，無法滿足這一要求。
因此，以太陽的質量，在主序恒星階段（主要燃燒氫的階段），核心不會出現問題，但到了后期，核心中的氫會逐漸被消耗，而此時核心的燃燒結構將會發生巨大的變化。
請看上圖中的0.5-1.5M⊙（太陽質量的倍數）。 這是類太陽恒星的結構。 中間有輻射層，外面有對流層。 因此太陽現在是主序星，當核心中的氫慢慢耗盡后，氦元素就會在核心中積累。 同時，熱壓力也會降低，無法承受外殼壓力的核心就會塌陷。 核心中氦原子的電子將突破電子合并的極限狀態，形成氦白矮星核心。 這是非常關鍵的。 我們標記為MARK1，這就是造成氦閃的重要原因，下面詳細解釋一下。
此時核心收縮后，輻射層中的部分氫會進入原來的核心區域。 這個過程也是非常重要的。 我們把它標記為MARK2，這是紅巨星產生的一個重要原因。
MARK2：核心逐漸收縮成簡并氦核，外殼中的氫元素進入內外層間隙。 這些氫元素會達到聚變條件，而此時核心的溫度更高，氫元素的燃燒速度也比主核心更高。 序星階段更高，當然會產生更多的熱壓和氦元素。 前者會導致恒星逐漸膨脹，后者則會在簡并氦核中添加一些劇烈的物質。
MARK1：滲透到核心的氫殼層的燃燒為核心提供了更多的氦元素。 這個累積功最終會達到氦元素的聚變條件，大約是一億度以上。
一般情況下，氦聚變和氫聚變一樣，都是一個“溫和”的過程。 然而，此時的核心條件是氦白矮星的簡并態物理資源網，它無法像氫核聚變那樣自我調節熱壓，就像火藥燃燒和炸藥爆炸的區別一樣。 因此，簡并氦核將經歷失控聚變過程。 在很短的時間內，氦核心的大部分元素都會轉化為碳，這個過程中會釋放出巨大的能量，導致恒星發生物質爆炸。 過程，這就是氦閃的簡單過程。
氦閃的能量不足以摧毀恒星，但其物質噴射過程將是太陽系的終結。 太陽超磁暴事件可以將人類帶回到18世紀。 然后，氦閃中大量太陽高能物質的撞擊甚至可能會剝離行星的大氣層。 。
恒星核心的湍流過程
太陽第一次核心氦閃后，核心會繼續塌陷，外層氫殼層會重新進入核心，達到氫聚變條件，然后積累氦元素，等待下一次氦閃。 這個過程將持續下去，直到大部分核心元素融合碳和部分氧，直到無法再點燃碳閃或氧閃為止。 此時外殼已經被劇烈融合的氫元素推得太遠，無法再被核心的重力所束縛。 它擴散成行星狀星云，而核心則留在中心，成為一顆白矮星。
隨著太陽的發展，地球會經歷什么？
如果定義準確的話，地球上的生命不會經歷太陽劇烈的氦閃和瘋狂的紅巨星階段，因為地核的冷卻會導致地球過早失去宜居條件。 我們甚至可以肯定，地球上生命的未來將不是由太陽決定的，而是由地球本身決定的。
地球磁場是由熾熱的鐵鎳核心的流動產生的。 磁場可以使太陽風中的高能帶電粒子偏轉，保護大氣層免遭剝離。 因此，地球磁場就像一面看不見的金鐘，保護著地球脆弱的環境。 在這種狀態下，當地核在二十億年以上冷卻下來時，首當其沖的就是地球的水蒸氣循環。 我們可以討論這個過程。
1、正常情況下，由于磁場的屏蔽，大多數高能帶電粒子無法進入大氣層。 外逸層中的大氣逃逸仍然是由一些帶電粒子和紫外光的光解引起的，而水蒸氣主要是由短波紫外光光解引起的。 逸出的是氫氣，而氧氣將保留并與氧分子結合形成臭氧，或解離氧分子。 氧原子和氧分子形成臭氧O3，這是臭氧層的起源。逃逸的氫氣和其他大氣分子占少數
2.當磁場消失時，太陽風中的高能粒子將直接進入大氣層。 這些粒子的能級范圍從 KeV 到 GeV。 它們會與空氣原子碰撞并將其電離，但電離并不是逃逸的主要原因。 這個過程會大大增加水蒸氣解離的速度，導致地球失去大量的水。 高能粒子還會與氮、氧碰撞，形成有毒的二氧化氮，遮擋光線，導致植物枯萎、動物失去食物來源、地球生態惡化。
3、紅巨星的逐漸發展將增加地球接收到的總輻射，這將繼續促進水蒸氣的逃逸。 從地球誕生到現代，約有26%被紫外線光解而逸出（補充水的情況下）。 未來隨著紅巨星輻射的增加，這種逃逸過程將會加劇。
4、可能很難確定需要多長時間，但估計生命很難維持到第一次氦閃，因為太陽第一次氦閃將在離開主序階段后約12億年發生。 這12億年會會經歷一個什么樣的過程，真的很難想象。 但可以肯定的是，水蒸氣逸出，地球變得更加干燥。 二氧化氮在努力減少溫室效應的同時，氧氣含量卻越來越高（光解后，氫氣逸出，氧氣殘留），氧化加劇，火災如果頻繁發生，地面可能真的會變紅，就像火星（它與鐵結合形成氧化鐵）
5、氦閃時代即將到來，地球大氣層將受到極大影響。 我們不確定會損失多少大氣層，但在風雨飄渺的氦閃風暴中，生命可能會徹底消失。
6.當瘋狂的紅巨星時代到來時，地球已經死了。 據估計，太陽紅巨星將膨脹到地球軌道附近，但太陽質量會減少，在地球軌道走出去之前，它可能會逃脫被吞沒的命運。 但有什么區別呢？ ？
未來的木星時代？
未來當太陽氣體殼層達到擴散階段時，太陽系的每一顆行星都將受到高能太陽能物質的洗禮。 更有趣的是，太陽系中的每顆行星都可能有自己的光環，就像土星一樣，這些物質會被太陽無償贈送，但這個美麗的光環是以太陽系的死亡為代價的。
地球有環嗎？
火星有環嗎？
木星會瘋狂吸收這些氣體太陽現在是主序星，努力成長為一顆恒星。 據估計，太陽質量的40-50%將以星云的形式從黃道向外擴散。 如果木星能夠攔截這種物質質量的1/3，那么它將成為一顆入門級恒星——未來的紅矮星。
《2010威震天太陽神劇照》
地球此時不再需要考慮未來，因為白矮星時代的地球將不再有機會孕育生命，而木星的衛星系統極有可能在紅矮星時代迎來生命。木星。 畢竟，木星的伽利略衛星都具有這種潛力，木衛二現在甚至可能存在生命。
