极简投研: 太阳的历史

本文是《极简投研》的第605篇文章。文章仅记录个人思考，不构成投资建议，作者没有群、不收费荐股、不代客理财。一、太阳的诞生 大约在46亿年前，一颗大约是8倍太阳质量的恒星，进入生命末期，核心发生塌缩，发生了一次超新星爆发。

这次超新星爆发把分子云铲到了一堆儿，继而，星云密度达到了金斯临界密度，最终导致附近星云开始坍缩，经过几百万年的坍缩，星云的中心温度越来越高，当温度达到100万摄氏度的时候，氢和氘开始发生核聚变，太阳就这样诞生了。

此后，太阳的核心逐渐变得更热，表面越来越热，半径越来越大，也越来越亮。自其诞生以来，它的半径扩大了15%，表面温度从5620 K（5350°C）上升到5772 K（5499 °C），导致光度从0.677太阳光度上升到现在的1.0太阳光度，增加了48%，现在，太阳的亮度每1亿年新增约1%。 二、太阳系内的轨道 太阳诞生后，周围剩余的物质继续围绕着太阳旋转，他们也会在引力的作用下聚集。其中，气体形成了气体巨行星，而重元素尘埃则不断的撞击吸积，如同滚雪球一样越来越大，然后形成了岩石行星。

虽然如今太阳系内各大行星的运转十分稳定，但在各大行星刚刚形成时，轨道运行是非常不稳定的。

对于早期轨道运行，国际团队在2005年提出了尼斯模型，一个由计算机模拟出来的假说。

该假说认为，太阳系早期巨行星（木星、土星、天王星、海王星）的轨道曾发生过大规模迁移。最初这些行星形成于靠近太阳的紧凑轨道，随后因引力相互作用和微行星盘的碰撞，逐渐向外迁移至当前位置。

步骤具体如下：

1）撕碎火星

太阳系刚刚形成100万年时，第一个孩子木星就在3.5个地日距离的地方出生了，大概是现在木星距离的一半，由于气体盘分布不均，开始向太阳系内侧滑行，滑到1.5个地日距离的时候，接近了今天火星的位置，巨大的引力把当初用来形成火星的岩石搅得四处乱飞，这直到导致今天的火星先天有缺，非常小，质量只有地球的10%，科学家计算过，如果没有木星做得缺德事儿，那么今天的火星应当比地球重，毕竟公转轨道更大嘛。

木星到达火星的位置后，大概率继续前进，最终很可能会变成一个很靠近太阳的热木星。

这种情况对于地球是万分凶险的，地球的结局很可能成为木星的卫星，或者被丢进太阳，或者被甩出太阳系，成为一颗流浪行星。

2）土星出手

就在这个紧要关头，土星出手了。

太阳系出生的第二个孩子是土星，由于太阳引力，它出生后从10个地日距离的地方开始往里飞，由于质量比木星轻，所以飞得比木星快。就在飞到火星的位置，也就是1.5个地月距离的时候，遇到了木星。

至此，木星和土星形成了1:2的轨道共振，土星每围绕太阳转1圈，木星就转2圈，这意味着二者的轨道锁死。

经过木星和土星的引力叠加，开始把气体从外往里拉，慢慢地，太阳系外部气体反而比内侧的少，这导致木星和土星开始往外跑。

3）推开冰巨星

木星和土星往外跑的时候，迎面撞到了刚刚出生就往里跑的天王星和海王星，然而因为木星和土星的引力，天王星和海王星反被推了出去。

这次碰面让土木天王海王四兄弟发生了轨道共振，轨道从圆形变成了椭圆并发生倾斜，成了如今的样子。

太阳系的外侧遍布着冰冷的小行星，当天王海王被推到最外侧的时候，这群小行星被质量相当于十几个地球的天王海王觉得天翻地覆，有部分小行星一路向太阳系内部呼啸而来。

4）超级大轰炸

小行星群首先飞到木星身旁，被捕获一部分，成了木星轨道上神秘的特洛伊小行星群，还有一部分被木星的引力弹弓一弹，又加速飞到了很远的地方，组成了太阳系最诡异的地区——柯伊伯带。

最后，剩下意志坚定的小行星们一往无前，长驱直入，直接冲向太阳，地球和月球也在同一时期遭到过非常密集的小天体大轰炸，史称晚期重轰炸事件。

5）事件意义

此前与大家分享过，银河系平平无奇，但太阳系却是极其独特的，其独特之处，可能就源于这场“星际大迁徙”。

像木星这类气态行星，由于密度比较低，一般是很靠近恒星的，天文学家命名这类行星为“热木星”，然而，由于土星的出手相助，把木星从太阳的边上直接拉回来了，从此，成为了地球的守门员，为地球看家护院。

对于其他类太阳恒星系，只有10%有木星这类气体巨行星，纵使如此，这类气体巨行星往往太靠近太阳，不仅无法保护恒星系中的其他行星，反而成为一种威胁。这等于说，99%的类太阳恒星系都因为没有一颗恰到好处的木星，从而注定不能成为太阳系。

除此之外，晚期重轰炸事件使得居住在太阳系郊外的冰冷的小行星，迎头撞上太阳，其中也有部分撞上地球，为地球带来了水，而水，意味着生命。 三、太阳的未来 10亿年后，太阳亮度将比当前增强约10%，当前地球接收的太阳辐射约为937W/m²，预计10亿年后将增至约1000W/m²，届时，海洋将完全蒸发，地表环境趋近金星当前状态，太阳系宜居带将外移至火星轨道附近。换言之，虽然年龄46亿岁的太阳，寿命预期还有50亿岁，但是留给人类的窗口期，至多只有10亿年。

太阳作为一个黄矮星，质量较小，无法形成中子星或黑洞，其演化路径与更大质量恒星不同。

54.2亿年后，氢燃料耗尽后，太阳核心坍缩，外层膨胀为红巨星，体积将扩大至当前的上千倍，吞噬水星、金星，并可能使地球成为不宜居的炽热荒漠。

75.9亿年后，太阳进入红巨星末期，半径约是今天的256倍。

77.2亿年后，红巨星外层散逸后，遗留的致密核心形成白矮星，体积近似地球但密度极高，质量约是今天的54.4%，发出白光，亮度变低，通过红巨星时代考验而存留下来的行星将会继续围绕太阳运行。

最终，白矮星在历经数万亿年后，可能进一步冷却为黑矮星，但宇宙当前年龄尚未存在自然形成的黑矮星。

据科学家推测，黑矮星外表完全黑暗，没有光芒，也没有辐射，引力很大，黑矮星可能十分稳定，寿命同样达到数万亿年之久。

黑矮星可能也会像黑洞一样，蒸发不见。 参考 【道可道scinece】太阳星云为什么在46亿年前突然坍缩？深度科普太阳的前世与诞生

【基德】太阳系超级恶魔：木星

【科学FM】黑矮星有多恐怖，你只知道吗？

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