太阳在50亿年后会有怎样的结局? 看到这颗红巨星绝望了!

我们的太阳已经在太空中持续进行了46亿年的核聚变反应，据估计，太阳将在50亿年后演变为红巨星，那么，那时的太阳究竟会是怎样的呢？最近，天文学家发现了与太阳质量相似，正在垂死的红巨星——天鹤座π1。这颗红巨星位于天鹤座，距离地球大约530光年，它现在的样子就是太阳的未来。

这是天文学家第一次使用欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜，直接观测到太阳系外恒星表面的颗粒状结构——巨大的对流元。每个对流元直径超过了红巨星直径的四分之一，达到了1.2亿公里，而日地距离大约为1.5亿千米。相比之下，太阳的光球包含了大约200万个对流元，直径一般只有1500公里。

天鹤座π1已经经历了剧烈的膨胀，它的质量约为太阳的1.5倍，但是它的半径达到了太阳的694倍，即4.8亿千米或3.2天文单位，体积是太阳的3.3亿倍。如果把天鹤座π1放在太阳系的中心，它的最外层将会直接吞掉地球，并且一直延伸到火星和木星的轨道之间。这颗恒星的表面温度大约3100开尔文（太阳表面温度为5800开尔文），光度大约是太阳的7000倍。在50亿年后，太阳也会像天鹤座π1一样发生剧烈膨胀。

在大约两万年前，天鹤座π1耗尽了核心的氢燃料，这颗古老的恒星停止了其核聚变反应的第一阶段。它在能量耗尽时发生引力坍缩，使核心温度升高至1亿度。极端的温度激发了下一阶段的核聚变反应，氦原子核将会被聚变为更重的原子核，比如碳和氧。炽热的内核随后把恒星的外层驱逐，使其膨胀到比原尺寸大近700倍的地步。

恒星的最终结果与其质量有关，如果一个恒星的质量超过了太阳的八倍，就会在剧烈的超新星爆炸中结束生命，并残留下中子星或者黑洞。诸如太阳和天鹤座π1这样质量较低的恒星会逐渐剥离外层，形成美丽的行星状星云，并残留下白矮星。

天文学家估计，天鹤座π1恒星系统在数十亿年前可能与太阳一样，在其周围也有行星环绕，甚至这些行星上可能也存在生命。然而，随着这颗恒星剧烈膨胀为红巨星，那里的行星以及生命或许已被毁灭。在50亿年后，太阳最终也会引来这样的结局，地球的终极命运还不得而知，但在此之前，我们还有足够的时间去准备。

目前，这项新的研究结果已经刊载于《自然》（Nature）杂志上。