氦闪

刘慈欣在《流浪地球》中描述了人类在研究太阳时发现,太阳的演化与科学家以前的推测不一样。氦比科学家预想速度更快地在太阳核心中堆积。这意味着氦闪即将到来。氦闪的威力是巨大的,几秒钟释放出的能量相当于太阳平时的上千亿倍。

图:恒星的演化

氦闪是0.8~2个太阳质量的恒星会经历的一个过程。因为只有恒星核心处的压力和温度才满足氢的核聚变条件,所以太阳的核聚变反应只会在核心处进行。在这里物质密度非常大,达到了每立方厘米150克,是黄金密度的7.76倍,因而不会发生对流。

氢聚变后的产物为氦,由于核心处不会发生对流,氦会在核心堆积。但由于太阳质量太小,提供的压力和温度不足以点燃氦的核聚变,氦就越来越多。氦被太阳质量形成的压力压缩成了电子简并态,当太阳核心处的温度上升到1亿~2亿度时,达到了氦的核聚变条件,氦的核反应开始发生,温度进一步提高。

但由于简并态物质的密度不会随着温度的升高而降低。这导致了氦核的反应速率很快,在几秒钟之内就全部反应完,这就是氦闪。氦闪释放出来的能量相当于太阳平时释放出来的上千亿倍。巨大的能量释放形成的太阳风甚至会将木星的大气全部吹走。地球更是难逃一死。这样的氦闪会发生多次,直到太阳成为白矮星。

太阳的氦闪就像一颗超级核弹的爆炸,凡是在太阳系内的生命都必死无疑,人类只有逃出太阳系才能生存下来。当然,《流量地球》只是一篇科幻小说,氦闪也不会提前发生。它发生的时间大约在60多亿年后,在这之前,地球就被成为红巨星的太阳吞噬了。