紅矮星長壽的奧秘。

紅矮星。NASA

太陽還能在主序階段維持大約50億年，50億年對于人類來說的確非常久。但是如果和宇宙間質(zhì)量最小的一類恒星——紅矮星相比，這點時間簡直微不足道。這類恒星的質(zhì)量只有太陽的1/12，壽命卻可以長達(dá)數(shù)萬億年。

要揭開紅矮星長壽的奧秘，我們必須先了解主序星，然后比較它們的異同。

太陽的基本結(jié)構(gòu)。維基百科 / 老孫

氫在主序星內(nèi)核的高壓高溫下聚變成氦，并釋放出伽瑪射線。

內(nèi)核外部是輻射層，這里溫度不夠高，因此不能引發(fā)聚變。但內(nèi)核產(chǎn)生的、以光子形式存在的能量會在這個區(qū)域持續(xù)不斷地被釋放和吸收，無序地向恒星的最外層傳遞。

輻射層外部是對流層，呈超熱狀態(tài)的等離子團(tuán)塊在這里浮向恒星表面，并在恒星表面將熱量釋放到太空中。它們在冷卻后又會沉入恒星內(nèi)部，再次變熱，如此周而復(fù)始地循環(huán)。

慢慢地，恒星內(nèi)核中的氦會越來越多。內(nèi)核中的氫一旦耗盡，恒星便會步向死亡。盡管恒星內(nèi)核的氫只占恒星所有氫含量的一小部分，卻沒有辦法依靠現(xiàn)有機制挽回它的命運。

紅矮星和太陽這樣的主序星在結(jié)構(gòu)層面上是不同的。紅矮星的質(zhì)量低，因此它有內(nèi)核和對流層，卻沒有輻射層。而這就是一切差異的根源。

紅矮星內(nèi)部的對流。NASA

在紅矮星內(nèi)部，對流層和內(nèi)核是直接相連的，因此聚變的副產(chǎn)品——氦能夠通過對流擴散到整個恒星。新鮮的氫也能夠通過對流進(jìn)入恒星內(nèi)核，參與到聚變過程中。

由于利用率非常高，氫在這種質(zhì)量最低的紅矮星內(nèi)部能夠緩慢地燃燒10萬億年左右。

現(xiàn)代天文學(xué)取得的一個驚人發(fā)現(xiàn)是，這些最低質(zhì)量的紅矮星也擁有行星。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的許多和地球最為相似的行星，它們的宿主恒星就是紅矮星。如果行星的質(zhì)量和地球相似，且位于恒星的宜居帶，那在這樣的行星上，甚至可能存在液態(tài)水。

紅矮星周圍的行星。NASA

但最大的一個問題是，紅矮星是極端多變的一類恒星。某些紅矮星表面40%都是黑子，這會導(dǎo)致輻射的產(chǎn)出量減少，進(jìn)而改變恒星的宜居帶。

某些紅矮星還會產(chǎn)生巨型耀斑，殺死行星上剛剛出現(xiàn)的生命。紅矮星DG CVn釋放的耀斑比太陽耀斑強大10000倍。如果生命遭遇這樣的耀斑，絕對不是一件好事。

產(chǎn)生巨型耀斑的紅矮星DG CVn。NASA

幸運的是，紅矮星通常只會在它們生命大約前十億年的時間中產(chǎn)生這樣巨大的耀斑。此后，它們便會平靜下來，為周圍提供數(shù)萬億年的舒適環(huán)境。這樣長久的時間，足以讓生命繁衍發(fā)展。

也許在遙遠(yuǎn)的未來，擁有超級智慧的生命有辦法把氫重新注入太陽內(nèi)核，并把氦排出。如果他們能夠做到，那么太陽的生命還能再延續(xù)幾十億年。

有那么多可加以利用的氫，只是因為存在一個輻射層，便無法進(jìn)入太陽內(nèi)核參與聚變反應(yīng)，的確是太可惜了！