太阳一共可以燃烧多久（太阳用什么燃料）

宇宙中的恒星并非永远存在，科学家表示，我们现在观测到的一些恒星实际上已经死亡了，也就是说伴随着太阳的消亡，太阳系也将不复存在。

宇宙中的恒星千变万化

不过每个恒星的寿命都不相同，那究竟是什么决定了它的生命长短呢？是质量，并且二者之间的关系呈反比，也就是说，质量越大的恒星，寿命更短。

那么太阳是靠什么维持那么久的生命？距离太阳死亡还有多长时间？

接下来我们就来了解一下，太阳到底用了什么燃料，持续燃烧了46亿年？何时会燃烧完？

持续燃烧的太阳

太阳是太阳系中的老大哥

虽然在银河系中，太阳只是其中渺小的一部分，但是对于太阳系本身而言，太阳确实无比巨大的存在。

太阳的质量巨大

要了解太阳有多大，可以先看看太阳系的大小。

以冥王星做参考，它是第一颗被发现于科伊伯带的天体，几乎位于太阳系的边缘。

可怕的冥王星

在围绕太阳运转的天体中，它的体积可以排在第9位，据观测其运行轨道距离太阳都有近40个天文单位，大约60亿千米的距离，而实际的太阳系范围却还要比它大数十倍。

科学家对太阳的大小进行估算，它的直径大约是地球直径的109倍，而质量是地球的33万倍，整个太阳质量占据太阳系的99.86%。

由此可见，绕太阳运转的八大行星，毋庸置疑成为了太阳的臣民，它们拥护太阳的崇高地位，主要是为了汲取太阳散发出的能量。

八大行星只是太阳系的边角料

尽管地球只能接收到太阳22亿分之一的能量，但实际上每秒可以却可以达到4000万吨TNT当量！

所以，太阳就是太阳系中当之无愧的大哥，不过值得注意的是，太阳要发光发热，就需要持续不断地消耗内部的质量，所以其核心的质量几乎占据了太阳质量的一半。

太阳的“燃烧”方式

构成恒星的成分大多都是70%多的氢、大约20%的氦，剩下1%-2%就是其他重元素。

氢和氦是主要元素

一般而言由于恒星的质量不同，其引力和内部产生的高温高压也不相同，由此也决定了其内部物质“燃烧”的时间长短。

太阳内部的核聚变

当然我们清楚一个事实，虽然我们看到的太阳是一个巨大的火球，但实际上它并不像我们理解的那样“燃烧”自己的内部。

毕竟物质的燃烧需要氧气的参与，而宇宙大部分属于真空状态，自然不存在氧气了。

物体燃烧需要氧气参与

所以太阳内部的“燃烧机制”，属于元素的核聚变反应。

科学家根据主序星的演化模型，并基于放射性测定年代法来测量太阳系中最古老物质的年龄，得出太阳目前已经“燃烧”并持续了46亿年。

那么它究竟是如何做到的呢？

太阳持续“燃烧”的一生

太阳在消耗元素的时候，会首先进行氢核聚变。

核聚变

氢的同位元素氕、氘、氚，尤其是氕，会在超高温和高压的条件下使得核外电子，摆脱原子核的束缚，使得两个原子核碰撞在一起。

二者发生聚合作用，由此形成质量更重的原子核，如氦。

在这个过程中4个氢原子核就会聚变成一个氦原子核，它的质量亏损位0.0276个单位，每秒转变成氦的大约有400万吨氢，但实际消耗掉的氢原子核却有6亿吨左右。

氢核聚变为氦核

不过大家可能有一个问题，我们知道太阳内部的核聚变属于热核反应，而这恰好也是氢弹爆炸的基础。

那么为什么太阳一直发生核聚变，却没有爆炸呢？

这其实是因为太阳在万有引力的作用下，使得质量不断向内部坍缩，由此形成了一个巨大的外壳。

太阳内部核心的温度达到1500万℃，但这并不影响它发生聚变，因为它还拥有相当于2500亿个标准大气压的压力。

太阳拥有一个致密的内核

因此尽管核聚变产生了巨大的辐射压，但它在向外扩张产生巨大张力的时候，还有巨大的重力和压力将其约束其中，所以太阳才没有像氢弹一样直接爆炸。

太阳的寿命还剩多少？

不过值得注意的是，尽管太阳内部含有大量的氢，但并非所有的都能参与核聚变，所以只有位于核心的氢才能释放出能量，其占比大约为33%。

核聚变

不过在过去46亿年间，这些氢核聚变消耗的太阳质量不过才0.03%，但我们知道恒星的寿命有限，它终究会将内部的物质全部“燃烧”殆尽。

那么太阳还能“燃烧”多久呢？

太阳已步入中年阶段

恒星的分类方式有多种，太阳则属于黄矮星，它的质量、大小和亮度等都只能排在中等偏下的位置。

科学家根据计算，太阳总质量大约为2×10^30千克，而位于核心的氢总质量只有太阳总质量的1/10，大约为2×10^29千克。

太阳是太阳系中最大的天体

由此计算出，太阳在主序星的实际寿命只有100亿年左右，也就是说，太阳的氢核聚变还会持续大约54亿年。

太阳的结局

一般来说，恒星内部的元素燃烧总有个先后顺序，当太阳将内部的氢元素全部燃烧殆尽后，就会进行氦核聚变。

此时太阳已经进入红巨星阶段，每三个氦核聚变成一个碳核，此时恒星内部的温度已经接近1-2亿℃。

紧接着就是碳核聚变，此时太阳的质量已经逐渐下降，并且内部也变得更加复杂。

在外部氢元素的包围下，氦层中还有一个深埋的碳球。

这时太阳对地球、火星等行星的引力也会降低，太阳系也逐渐开始瓦解，各行星之间的距离也越来越远。

一颗弱小的白矮星

一颗恒星的结局也与其质量、大小直接相关，目前科学家根据对天体的观察，其最终的结局就只有3种：白矮星、中子星、黑洞。

两颗中子星快速绕转

超出太阳质量5倍的大质量恒星，在主序星阶段结束后，就会发生超新星爆炸，此时它们就会凭借自己的质量成为一颗中子星或黑洞。

但是此时属于红巨星的太阳，内部的温度持续升高，此时核聚变逐渐转移到外层，使得辐射强度超过重力，太阳不断膨胀，表面的温度也就不断下降。

最终，它的外层散布到太空成为行星状星云，内部核心则逐渐坍缩成为一颗白矮星，不过此时我们还无法看到它的存在。

白矮星亮度很高

由于红巨星由于外部发生不稳定的脉动震荡，使得内部的和反应也很不平平衡，当这个状态达到极限的时候，太阳就会发生爆发，将核心之外的物质统统赶走，只留下中间的白矮星。

这时太阳终于开始退休享受它的晚年生活，内部不再有物质进行核聚变反应，也不再进行自转。

尽管最初形成白矮星的时候，温度还比较高，但随着能量来源的缺失，它的亮度会逐渐降低，直到它变成宇宙中冰冷的黑矮星。

概念上的黑矮星

不过就目前观测宇宙的情况来看，其中最年长的白矮星仍旧在向外辐射数千K的温度，所以太阳一时半会儿也不会变成黑矮星。

就人类而言，如果没有移民到太阳系外的能力，那么就不可能见证太阳的陨落。

因为科学家发现，太阳在主序星上每燃烧氢10亿年，其亮度就会增加10%，也就是说太阳接收的热量会越来越多，随之而来的就是地球升温，水资源蒸发，紫外线威胁地球生命等情况。

所以在太阳持续“燃烧”的这个过程中，留给地球生命的时间可能只剩下10亿年不到。

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