太陽は約 46 億年前に形成され、大まかに言えば、あと 45 億年から 55 億年の間、現在の状態で存続するように設定されています。そして、今後数十億年で何が起こるかを予測することはできませんが、星がどのように進化するかについての知識により、天文学者は太陽の寿命がどのように展開する可能性が高いかを広く推測することができます.より大質量の星は、超新星として知られる爆発で命を落とす可能性がありますが、それは私たちを待っている可能性が高いシナリオではありません.
1.水素燃焼フェーズ
太陽は毎秒 6 億トンの水素を 400 万トンのエネルギーに変換します。残りはヘリウムの「灰」に変換されます。太陽のエネルギー出力は生涯を通じて増加し続けており、太陽が形成されてから 46 億年で 30% も明るくなったと考えられています。今後数十億年にわたって、より多くの水素がヘリウムに変換されるにつれて、太陽は約 10% 明るくなり、熱エネルギーが増加します。人為的な気候変動が地球の気象パターンにすでに与えている影響を考えると、そのような増加の影響を想像してみてください.
上昇する熱により、極地の氷冠が溶け始め、海が温まり、水蒸気が大気中に送り込まれます。その水蒸気はより多くの熱を閉じ込め、「湿った温室効果」を生み出し、地球の気温をさらに上昇させます。今から約 35 億年後、太陽は現在よりも 40% 明るくなり、海が沸騰し、氷冠が完全に溶け、大気が剥ぎ取られます。地球は金星のようになります:焦げ、乾燥し、生命がなくなります。
2.サブジャイアント期
このシナリオは恐ろしいものですが、これは太陽の終焉の始まりにすぎません。今から約 50 億年後、太陽はその寿命の主系列の終わりに達し、核のすべての水素を使い果たすでしょう。
重力に対抗するための融合プロセスがないため、コアは収縮し始め、時間の経過とともに密度が高くなります。そうするにつれて、その温度が上昇し、最終的にコアの外側にある残りの水素に点火します.
この新しい燃料源は、外層を外側に押し出す膨大な量のエネルギーを生成し、太陽を現在の直径の 2 倍から 3 倍に膨張させ、亜巨星に変えます。
3.赤色巨星期
太陽の表層がさらに押し出されるにつれて、この拡大し続ける殻の奥深くに埋もれている高密度のコアから熱を閉じ込め続け、恒星は赤色巨星と呼ばれる巨大な光る物体に発展します。
これらの老化した星は、太陽の 100 倍から 1,000 倍の大きさに達することがあり、表面積が拡大すると、外層の温度が約 3,000°C に下がります (現在の太陽の表面は約 5,500°C です)。温度が低いということは、これらの星が色スペクトルのより赤い部分で輝いていることを意味します。したがって、「赤色巨星」という名前です。
太陽がこのプロセスを経ると、内惑星である水星と金星の軌道を超えて伸び、それらを完全に飲み込み、地球の軌道経路に到達することさえあります.しかし、この拡大の間、太陽は質量を失い続けるため、私たちの故郷の惑星は完全に破壊されない可能性があります。一部の推定では、最大でも 65 ～ 70% しか残っていない可能性があると示唆されています。
その結果、引力が弱まり、太陽系の残りの惑星の軌道が外側にドリフトし始めます。おそらく、地球は幸運にも脱出するでしょう。その間、太陽のコアは小さくなり、熱くなり、形成から 120 億年後に新しい核反応が起こります。
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4.新しい赤色巨星
コアは、温度が約 1 億℃に達するまで収縮し続けます。これは、水素の消費中に生成されたヘリウムに点火して炭素と酸素に変換するのに十分な温度です。高密度のコアは、この増加したエネルギー出力を可能にするために膨張することができないため、ヘリウムは激しい猛烈な勢いで燃焼し、「ヘリウム フラッシュ」として知られる短い爆発を引き起こします。これにより、コアの密度が低下し、ヘリウムがより制御された速度で燃焼できるようになるため、一時的に安定します。
ただし、新しい燃料源が使い果たされるまでにそれほど時間はかかりません。ちょうど1億年かそこら。ヘリウムが燃焼し続けると、激しいエネルギーが発生し、水素の燃焼と同様に、太陽は再び膨張して赤色巨星の第 2 段階になります。
5.惑星状星雲
すべての膨張と収縮、質量の損失、燃料の消費にもかかわらず、太陽のライフサイクルはまだ終わっていません。赤色巨星はヘリウムを炭素と酸素に変換し続けますが、コアはその炭素に点火するのに必要な 6 億°C に達することはないため、再び収縮を開始します。
ヘリウムが使い果たされると、外側の層がさらに押し出されて宇宙空間に失われるため、太陽が形成されてから約 125 億年後、太陽の質量の半分が残ることになります。膨張する外側の層は、内部の熱い核によって照らされ、「惑星状星雲」として知られる輝く宇宙雲を作り出します。
これらの現象は天文学者にはよく知られており、太陽ほどの質量の老化した恒星の典型ですが、惑星とは何の関係もありません。彼らの名前は、単に丸くて膨らんだ形の結果です.
6.白色矮星
太陽の外側の層が最終的に消散したので、残るのは白色矮星として知られる高温で高密度のコアだけです。これらの天体は、宇宙で最も密度が高いものの一部ですが、通常、私たちの惑星よりわずかに大きいだけです。それでも、100,000°C を超える温度に達することがあります。
太陽の老化過程で中心部で発生した熱の多くは、この星の残骸に閉じ込められ、冷えるまでに数百億年、場合によっては数千億年かかるでしょう。
7.黒色矮星
白色矮星のレムナントは最終的に残りの熱と光エネルギーをすべて使い果たし、（おそらく数千億年後に）最終段階である生命のない黒色矮星へと消えていきます。現在、黒色矮星は 138 億歳の宇宙がまだ誕生していないため仮説にすぎませんが、これが太陽の最終的な運命になると考えられています。
物語をさらに悲劇的なものにするかのように、かつては強大だった星の低質量は、その引力の多くを失い、惑星はより遠くに漂流し、凍って黒焦げになった岩だけになります。
しかし、私たちの太陽系の残骸が宇宙に失われると、私たち自身の死んだ太陽からの粒子が合体し、新たに星形成のプロセスを開始する可能性があります.これにより、新しい生命の準備が整った岩石、大気、液体の水を含む惑星が形成される可能性があります。
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