太阳变成红巨星之后究竟有多大？
太阳变成红巨星是如今的科幻电影《流浪地球》假设的剧情前提，因为当太阳发生氦闪之后，就意味着它即将向成为红巨星的过程进发了，这个时候的太阳体积将进入急剧膨胀的阶段，最终它的体积将相当于如今太阳体积的数百万倍。在我们太阳系中，太阳本身就是一个庞然大物，它的直径达到了139万千米，比我们的地球大了130万倍，8大行星天体加起来的体积不足它的1/500，其质量更是占到了整个太阳系可见物质量的99.86%，如此巨大的太阳，如果再增加数千万倍，那真的是一个让人无比惊叹的个头了。
为什么太阳的体积会这样膨胀呢？是因为太阳的结构和氢元素与氦元素的聚变燃烧不同造成的，太阳的氢核聚变主要发生在内部1/4的地区，而外面的范围主要属于辐射区，如今的太阳正在聚变燃烧氢元素，氢元素燃烧之后就变成氦元素，但是由于外围辐射区的阻挡，氦元素并不会扩散到整个太阳上，所以氦元素就会在太阳的核心积聚，而且在这个过程中，太阳内部也处于一个不断的升温状态中。
总有一天，太阳内部的压力、温度和氦元素的积累程度可以达到发生氦闪的程度，这一时刻氦元素将被点燃聚变，能量释放十分剧烈，可以说仅次于超新星爆发，强度可以汽化一些附近的行星表面，这个时候如果地球仍然在现有的轨道上的话，表面的生态环境将会被瞬间破坏殆尽。所以在电影《流浪地球》中，人类在太阳爆发氦闪之前数百年启动了“流浪地球”计划，驾驭地球离开太阳系，前往比邻星附近寻找新家园。
在氦闪过后，太阳内核的氦元素进入持续的聚变燃烧阶段，但在氦元素聚变燃烧区域的外围，氢元素仍在聚变燃烧，这两种元素的聚变燃烧将使得太阳的向外辐射压大大增加，因此太阳的体积将处于膨胀阶段，外围的气壳也将扩散到很远的位置，所以太阳的个头将急剧增长。天文学家认为太阳的直径将增长110~150倍左右，体积将增长到如今的130~380万倍之间。
为什么有人说太阳会变成红巨星呢？
与众多恒星一样，太阳也不会永远存在，在度过它的一生之后便会“死亡”。目前的太阳是一颗青壮年恒星，它出生于46亿年前，天文学家估计它还有大约50亿年的生命。太阳诞生于遥远的过去，而且我们也无法目睹太阳遥远的将来死亡时的情景。太阳的生命演化过程对于我们而言又是缓慢到令人难于觉察。既然如此，我们如何能够知道太阳生命的开始与终结呢？令人欣慰的是，在我们的银河系里就能够看到许许多多处于不同演化阶段的类日恒星。
这是天文学家们创作的太阳演化画卷的绝妙方法。太阳的质量不大，它的预期寿命是100亿年。由于天文学家已经观测过其他类日恒星的死亡，他们知道太阳在什么时候以何种方式走向它生命的终点。在未来的几十亿年中，太阳核心的氢元素经核聚变不断被消耗，产生越来越多的氦和核能。但在这个新生的富氦核心区外厚厚的壳层里，氢聚变依然在继续。
结果是，外壳逐渐向太空膨胀，太阳慢慢地变成一颗巨星。由于引力，氦核同时也在不停地变重变密。大约50亿年后，氦核的密度会大到足以引发另一轮的氦元素核聚变。氦聚变比氢聚变产生更多的能量，使得太阳外壳向外膨胀成一颗臃肿的红巨星。其外壳逐渐变冷，颜色偏向红色。红巨星的直径可达一亿公里。太阳变为红巨星后，其体积膨胀到非常巨大，最靠近太阳的可怜的水星和金星将会被太阳吞没。
它们的岩石和金属会变成高温气体，并与太阳的外层融合到一起。对于地球上的生命而言，这是一个令人绝望的坏消息：在今后不到10亿年的时间里，太阳的能量辐射输出多到让我们的海洋也将沸腾。天文学家表示，我们的地球还算幸运，地球有可能逃脱被红巨星的吞噬。因为太阳可能会出现一种脉动现象，大约以24小时周期交替地膨胀和收缩，太阳的外层气体被辐射风吹散到太空中。
由此造成的质量流失将减弱太阳对地球的引力作用，地球的轨道因此向外膨胀。这个效果不能挽救水星和金星，但地球也许恰好可以残存了下来。遗憾的是，包括我们人类在内的地球生命将不复存在，除非在灾难来临之前我们已经移民到了太阳系以外的宜居行星上。此后的1～2万年中，太阳的外层气体之大部分会被吹走，变成一个色彩斑斓的膨胀的“气泡”，天文学家称之为“行星状星云”。
太阳在变成红巨星之前，人类有什么办法回避，并生存下来？
回答这个问题之前，有必要先回答这样的问题：人类有资格寻找办法去回避太阳变成红巨星吗？太阳开始向红巨星过度那是35亿年以后的事情，一个残酷的现实摆在人类面前，不要说35亿年了，以目前人类的发展模式，我们能挺过35万年吗？所以，很可能出现的情况是，我们没有必要去担心太阳成为红巨星，然后想办法回避这种事情，因为我们没有一个担心，在那之前人类很可能早就不存在了！但是如果人类足够的幸运能够存活到太阳成为红巨星的那天，我们就没必要担心了，因为35亿年的发展我们早就不需要太阳了，我们肯定有无数个“太阳”，人类文明会遍布整个银河系甚至整个宇宙！所以，无论从哪个方面分析，太阳成为红巨星都不会对人类有影响。
但话说过来，太阳成为红巨星后不一定会吞噬地球，只不过地球肯定不再适合生命生存！但无论如何，地球都是目前人类最完美的家园，虽然人类迟早有一天会离开地球，并不意味着我们可以肆意地破坏地球环境，恰恰相反，我们更应该保护地球环境，因为地球在太阳系近乎完美的存在，以至于我们几乎不可能再找到第二颗像地球一样完美的星球！。
如果太阳在几十亿年后变为红巨星，而后会是太阳系的终结吗？
太阳将在约50亿年后变为红巨星，太阳系暂时不会终结，太阳可维持红巨星状态10亿年,然后变为白矮星，此后太阳可能再存活上千亿年变为黑矮星。至于地球文明是否终结，就要看未来人类的科技水平了。太阳衰变为红巨星后，可维持红巨星状态10亿年，然后才会坍缩成为白矮星。太阳在红巨星阶段，体积膨胀，外层高温气体将覆盖水星、金星轨道，地球、火星轨道处在边缘，但这几个星球可能仍围绕太阳旋转，因为红巨星的外围高温气体是极其稀薄的，密度近似于真空。
但是高温将使地球不再适合生物生存。其实太阳的亮度在不断上升，约10亿年后，地球已经不能适宜生物生存。太阳变为白矮星后的结局，目前还有争论，是新星爆发还是变为黑矮星？黑矮星目前还只是推测出来的恒星状态，因为恒星由白矮星转变为黑矮星的理论时间达上千亿年，远远超过了宇宙现在的138亿的年龄，所以目前并没有观测到黑矮星。
至于太阳系中八大行星的结局，太阳在变为白矮星阶段，理论上外层轨道的行星可能保留，但目前宇宙中几乎所有的白矮星都没有行星，这些熄灭的恒星在最后阶段吞灭了自己所有的行星。唯一的一颗观测到的带有行星的白矮星，科学家研究认为，它是在变为白矮星之后捕获了一颗行星。原因之一可能是恒星最后阶段温度升高，喷发出的物质或电磁风暴，逐渐降低行星的公转速度，行星轨道越来越低，最终撞向恒星。
上图为地球星空中肉眼可看到的红巨星心宿二，心宿二在恒星主序星阶段（目前太阳所处阶段）时，质量是太阳的25倍。变为红巨星的心宿二半径是3亿千米是太阳半径70万千米的400多倍。而地球公转半径只有1.5亿千米，火星半径2.27亿千米。恒星的宿命恒星的形成，演化和结局都取决于恒星的质量。恒星的形成恒星来源于宇宙中的气态星云。
富含氢、氦和微量的其他元素的星云由于自身引力坍塌，最终引发氢核的燃烧（氢核聚变为氦），形成恒星。下图为大麦哲伦云，恒星诞生的温床。质量不够大的星云，坍塌后，温度不足以引发核聚变，会形成褐矮星，或被其他恒星捕获成为行星。比如太阳系中的木星、土星，它们就是未引发氢核聚变的“恒星”。恒星的形成阶段，质量越大，所需时间越短。
比如太阳大约用了1000万年形成，而35倍太阳质量的恒星的形成仅需要6万年。2. 恒星的燃烧恒星形成后，就进入了稳定“燃烧”氢核的阶段，处于此阶段的恒星称为主序星。质量越大的恒星燃烧氢核的速度越快，更快消耗完氢核。太阳的燃烧可持续约100亿年，一些质量较小的恒星能燃烧几百亿年，甚至上千亿年。3. 恒星的暮年不同质量的恒星结局不同。
主序星阶段结束后，小质量恒星（小于7倍太阳质量）会变为红巨星，然后变为白矮星。白矮星散发能量后变为黑矮星。大质量的恒星（≥7倍太阳质量）会变为红超巨星，最终成为中子星，或黑洞。中子星散发完能量后成为白矮星。根据霍金的研究，黑洞也会因量子效应外射发出粒子，丧失能量，最终消失。只是这个过程极其漫长，像地球质量的黑洞蒸发过程需要10的48次方年。
人类的结局我们是不可能经历像太阳变为红巨星这些宇宙级别的危机了，相信未来的人类能克服这样困难并延续下去。从牛顿1687年发表论文阐述万有引力到如今才短短不到500年，人类科技突飞猛进，以后会越发展越快。相信不远的未来，会找到适宜的行星，加以改造后星际移民。甚至在太阳系不适宜生存时，《流浪地球中》带着地球去流浪的情景，真的可以实现。
带着地球找到一颗主序星阶段长达几百亿年的小恒星，或者成为宇宙流浪文明，收集陨石中的资源生存。但是，宇宙中终极的危机是宇宙不断膨胀后，熵值持续增加，所有元素向铁元素转化，称为熵寂。又或是构成一切物质的基础--质子也会衰变为光子和轻子。再或是宇宙最终坍塌，重回奇点。这些困难可要比太阳变为红巨星大多了。聪明的你能否给未来的人类找到求生的方向呢？。
银河系GSN 069的那颗红巨星，是如何在黑洞附近幸存的？
受巨大引力的影响，黑洞附近的天体迟早要堕入吸积盘，甚至连光线本身也无法逃脱。不过在银河系 GSN 069 中，一颗恒星却有望在与黑洞的近距离遭遇中幸存下来。代价就是被吸收大量的物质，使之从红巨星变成白矮星。并且在大约一万亿年之后，它又会变成一颗实际上的行星。【图自：NASA / CXC / M. Weiss】在宇宙中，黑洞会定期摧毁恒星，期间会上演壮观的“灯光秀”。
不过最近，天文学家们发现了一个可以幸免于难的案例，即便后续命运更有戏剧性。天文学家 Andrew King 表示：在最初靠近黑洞的时候，它还是一颗红巨星。但在掠过之后，其外层较轻的氢元素已被吸走，最终只留下了一颗白矮星。这颗白矮星被困在黑洞周围的椭圆轨道上，公转周期约为 9 小时。幸运的是，其始终处于“不可及”的位置（最接近点的距离，仍是事件视界半径的 15 倍左右），因此能够避免坠入黑洞。
【恒星轨迹图（来自：NASA / CXC / M. Weiss】不过这个椭圆轨道也不是完全不受黑洞引力的影响，每次公转后，你会发现它都朝着稍微不同的方向甩开。在大约两天的时间里，天文学家就看到了类似玫瑰花结的轨迹。天文学家通过 X 射线分析揭示了这个故事，NASA 钱德拉 X 射线天文台和 ESA 的 XMM-Newton 都可以观察到。
Andrew King 注意到 GSN 069 中的 X 射线会像钟摆一样每 9 小时爆发一次，因此猜测该恒星会在最靠近黑洞的公转轨道时带来 X 射线的爆发。该过程会持续剥夺这枚白矮星的外层物质，但最终并不会像其它近黑洞天体那样被吞噬。由于失去了质量，恒星的大小反而会有所膨胀，后续的轨道也会变得更圆。
最终，这枚白矮星会摆脱与黑洞的死亡舞蹈，甚至可在大约一万亿年后变成一枚行星。不过鉴于这个猜测比已知的宇宙历史还长 70 倍以上，目前暂不清楚它还能不能等到那一天。有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《皇家天文学月刊》上，原标题为《GSN 069 -- A Tidal Disruption Near-Miss》。
文章TAG：什么未达到多... 红巨星会变成什么 什么 达到 红巨星
