参考消息网10月29日报道 据《科学美国人》月刊网站9月18日报道，太阳看似永恒不变——它是地球光与热的恒久源泉，也是我们所知的生命赖以生存的最根本要素。然而，宇宙中没有什么是永恒的。

终有一天，太阳将不再是我们熟知的那颗孕育生命的恒星；它将经历一系列剧烈——有时甚至是灾难性——的变化，最终走向消亡。虽然这些变化还要经过漫长的岁月才会发生，但这些转变的种子早已埋藏在这颗恒星的核心，正在缓慢生长。

热核聚变

太阳生命(如果可以这么称呼的话)的关键在于热核聚变——把较轻的元素紧紧挤压在一起，使其原子核融合形成较重的元素。太阳核心中的这一聚变过程实际上相当复杂。该过程被称为“质子-质子链反应”，涉及一系列步骤，最终将四个氢原子核(即四个质子)转化为一个氦原子核。

虽然每个氦原子形成时释放的能量微乎其微，但太阳核心中的氢原子数量极为庞大：我们的恒星每秒钟会将约6亿吨的氢聚变为5.96亿吨的氦。这400万吨的质量差根据爱因斯坦的质能方程(E=mc2)转化为惊人的能量：4×10^26瓦特。这意味着太阳在一秒钟内释放的能量，比全人类估计一年消耗的能量还要多60万倍以上。

这足以驱动一颗恒星。

氢聚变需要极高的温度，约为1500万摄氏度。即便在如此高温下，新生成的氦原子核仍呈惰性。它们会沉降至太阳中心并在此积聚，就像壁炉里的灰烬一样。尽管每秒都有数百万吨的氦积聚，但太阳核心极其巨大，以人类的时间尺度来看，新增的氦量相对有限。

但积少成多，终将产生影响。由于需要四个氢原子才能生成一个氦原子，随着时间的推移，核心中能够支撑上方质量产生的巨大压力的原子数量会越来越少。在不断增加的压力挤压下，核心会收缩并升温，进而使太阳光芒更加耀眼。这一过程虽然缓慢，却势不可挡。太阳已有约46亿年的历史，在此期间，其光度（即释放能量的速率）已增加了约30%。

再过大约十亿年，太阳将变得更加明亮，从而在地球上引发失控的温室效应。届时，海洋将会沸腾，所有的水分都会流失到太空中。到了那个时候，我们的星球很可能将无法再维持生命的存在。

体积膨胀

但这并非太阳演化的终点。

它将继续把氢聚变成氦，至少在一段时间内是如此。当太阳年龄达到约109亿年(从现在起60多亿年后)时，可供聚变的氢燃料将耗尽。届时，核心将由惰性氦构成，并继续收缩且温度急剧升高。温度之高，足以引发核心外围一层薄薄的氢壳层开始发生聚变。

这将向太阳外层注入更多能量，导致外层受热膨胀，进而使整颗恒星体积增大。此时，太阳将进入天文学家所称的亚巨星阶段，但膨胀过程仍将持续。再过7亿年(即太阳年龄超过110亿年时)，其大小将达到目前的两倍左右。出人意料的是，这一过程也会导致其表面温度下降。随着太阳膨胀，其表面积将大幅增加，导致每平方厘米辐射的能量实际上会减少。原本炽热发白的气体将冷却至呈现红色，太阳也将随之演变为一颗真正的红巨星。

在接下来的6亿年里，这颗新生的红巨星将继续生长，最大时直径将达到目前大小的约170倍，同时温度会逐渐降低。然而，它的光度将大幅增加，峰值可达当前水平的2000倍以上。这将导致行星被“烤焦”；事实上，届时太阳将膨胀到足以将水星彻底吞噬。

随着太阳的膨胀，其表面引力将会下降——因为引力强度会随距离增加而减弱。这种减弱的引力加上极强的光度，将导致强烈的恒星风从太阳表面向外吹出。在演化至红巨星阶段峰值的过程中，太阳将因这些恒星风损失超过四分之一的总质量。

与此同时，氦仍在太阳核心中不断积累且温度持续升高。在氢燃料耗尽约13亿年后，核心温度将达到约1亿摄氏度。这一温度足以开始将氦聚变成碳和氧。实际上，这一过程产生的能量比壳层氢聚变要少，因此太阳会收缩至当前大小的约10倍，其表面也会变得更热、颜色更偏蓝。这种聚变反应将持续进行1亿年，直到太阳核心中的可用氦耗尽。

遥远未来

随后，此前发生过的情景将再次上演，只是过程略有不同。这一次，碳和氧将在太阳核心处积聚并升温，从而引发周围壳层中的氦聚变(以及更外层壳层中的氢聚变)。太阳将再次膨胀，变得比以往任何时候都大：几乎达到其当前直径的200倍。它释放能量的速率将达到当前水平的2000倍，并再次冷却、变红。这被称为太阳生命周期中的渐近巨星分支阶段，该阶段还将伴随着强烈的恒星风。

随着这些恒星风带走更多的质量，太阳的引力会减弱，变得如此微弱，以至于行星开始向外漂移。这种外移无法拯救金星；像水星一样，金星终将被太阳吞噬。地球或许能侥幸逃脱被吞噬的命运。目前的科学研究尚无定论，但这已无关紧要：巨大的太阳将占据地球天空近一半的视野，并将彻底“烤焦”我们的星球。

令人震惊的是，情况还会变得更糟。壳层氦聚变对温度极其敏感，核心处哪怕微小的变化都会导致聚变速率剧烈波动。每次发生这种情况，都会释放出巨大的能量脉冲，使太阳膨胀，并导致其光度飙升。在第四次(也是最后一次)脉冲之后，太阳的体积将是现在的200多倍，光度将是现在的5000多倍！这些脉冲将把剩余的外层物质炸得四散，从而暴露其核心：一个由氧和碳构成的、极度致密且炽热的球体，体积仅与地球相当，但密度却是地球的数十万倍。天文学家称之为白矮星。

届时，在历经超过120亿年的岁月后，太阳将基本走向死亡。它不再产生能量，将在漫长的数十亿年间逐渐冷却、变暗，最终演变成一颗黑矮星。（编译/张琳）