如果人類只能束手無策,隨著時間的推移,整個地球很可能變成一片熔融而滾燙的巖漿世界。一切都不能幸免,最終所有的生物都將被一筆勾銷。火星將變得比現在熱得多,它那巨大的極冠(由二氧化碳和水組成)也將開始融化。大氣也開始形成,短期內——大約幾千萬年的時間里,火星會暫時成為一處宜居的處所。但是這種環(huán)境不會保持很長時間。火星太小了,引力太弱而不能長期保持住在它表面剛形成的大氣。
有人提出人類可以找到一個避難所——土衛(wèi)六,土星最大的衛(wèi)星,它有著富含氮的稠密大氣??上В聦嵔^非如此。土衛(wèi)六的表面大氣逃逸速度很低,之所以能保有大氣是因為它非常寒冷,因為在低溫下,氣體分子的運動速度也很低。如果溫度上升,哪怕僅僅只有幾度,土衛(wèi)六的整個大氣就將消散無蹤。
在接下來的5億年里,太陽將膨脹到現在的兩倍大,盡管表面溫度會降低,但它的光度將增加一倍。地球的軌道也會受到影響。太陽發(fā)出的恒星風將大大增強,質量不斷損失,進入了紅巨星階段。質量變小意味著太陽的引力將減弱,相應地,行星軌道會向外擴展。地球將移動到距離太陽2億千米處——當然,離它逃離熾熱太陽的炙烤還遠得很。
紅巨星的太陽
展望更遙遠的未來,大約離現在50億年,太陽核心的氫將燃燒完畢,再也沒有氫剩余下來——它們全都在核反應的過程中被轉化成了氦。核心突然失去了由核反應釋放出來的輻射壓力的支撐,在強大的引力作用下,坍縮不可避免地開始了。外層物質轟塌而來,壓縮了核心并且加熱了物質。直到現在,氦原子核還沒有參與核反應。然而,在幾秒鐘的時間里,溫度就將升高到足以觸發(fā)新一輪的核反應的程度:氦原子核聚合形成鈹原子和鋰原子。這個核反應的效率要高得多,其后太陽的輻射將比現在強2000多倍,而且它的體積將急速膨脹,并將水星和金星吞沒其中。太陽,終于變成了一顆紅巨星。
在演化過程中的某一階段,紅巨星的太陽變得不穩(wěn)定起來。通過一系列劇烈的脈動,它的外部包層被吹離到遙遠的星際空間中,形成所謂的“行星狀星云”。
需要指出的是,行星狀星云和行星毫不相干,它只是一顆演化到了晚期的恒星拋射出的外包層。它們是宇宙中難得的奇觀,有著絢麗多姿的美麗外表,但存在時間卻只有幾萬年。其中最著名的是天琴座環(huán)狀星云(M57),用一架小型望遠鏡即很容易地找到它,因為它正好位于兩顆肉眼可見的恒星——天琴座β和天琴座γ——的中間,靠近明亮的織女星,甚至用中等口徑的雙筒望遠鏡也能看到它。在望遠鏡中看,它像是一個發(fā)著微光的圓形輪胎。M57看上去是對稱的,但是別的行星狀星云的形態(tài)卻千差萬別,令人眼花繚亂,它們的形狀取決于物質從中央恒星處拋射出來的確切物理過程。目前看來最常見的形狀是沙漏形,即大多數物質都沿著恒星磁場的軸線方向分布。根據這個模型,行星狀星云既可以是沙漏形的也可以是環(huán)形的,取決于我們看到的是它的側面還是正面。粗略地講,這一模型是準確的,但是還有許多細節(jié)有待于更詳細的解釋。從化學上看,行星狀星云是宇宙中最令人感興趣的區(qū)域之一。行星狀星云形成的早期,在中央恒星發(fā)出的光輻射的作用下,形成了許多復雜的分子。