50亿年后太阳变红巨星，体积增大8000万倍，恒星为什么越烧越大？

太阳和八大行星大小比较

太阳是一颗恒星。它是太阳系内最大的天体。太阳的质量是地球的33万倍，体积是地球的130万倍。如果我们把太阳看做是一个大西瓜，那么在太阳面前的地球就如同一粒芝麻那样大小。

不过科学家研究认为，未来的太阳会变得更大。大约50亿年后太阳就变老了。进入老年期的太阳会变成一颗红巨星，半径会增加到现在的200倍，体积会增大到现在的8000万倍。太阳表面会延伸到地球轨道附近。水星和金星会被膨胀的太阳吞噬掉。地球可能会幸免于难，但也会在太阳的烘烤下变为一片焦土。

红巨星太阳和烤焦的地球

有的朋友很困惑：太阳为什么会变成一颗红巨星呢？一块煤越烧越小，为什么恒星会越烧越大呢？为了搞清楚这个问题，我们就得从恒星的诞生开始，捋一捋恒星波澜壮阔的一生。

猎户座大星云

这片美丽的星云就是著名的猎户座大星云，距离我们大约1270光年。它是宇宙中恒星诞生的摇篮。这些弥漫在宇宙中的星云富含氢元素。当这些星云气体尘埃在某种引力的扰动下获得了足够大的质量，它们就会在自身的引力作用下开始坍缩并形成原恒星。我们的太阳就于46亿年前诞生于这样的一片星云之中。

原恒星像是“胎儿”阶段的恒星。这个阶段的恒星还没有足够高的温度来触发核聚变，但它们可以通过引力坍缩产生的能量发出光芒。不过，处在“胎儿”阶段的恒星“脾气”可不小啊！它们会爆发出剧烈的恒星风，恒星两极喷射出巨大的喷流，恒星表面也会出现大量的黑子。

原恒星

原恒星在引力的作用下继续坍缩，当内部的温度和压力达到足够大时，终于触发了核聚变反应。强烈的核聚变反应产生向外的热辐射压力抵消掉了恒星向内的引力作用，原恒星便不再收缩，状态变得稳定下来。这时候一颗真正的恒星就诞生了。

一颗年轻的恒星诞生后，它便进入到了稳定的主序星阶段。在这个阶段，恒星内部持续不断的核聚变反应稳定的向外释放着能量。稳定的能量释放使得恒星向外的热辐射压力和恒星向内的引力处于相对平衡的状态，因而这个阶段的恒星会保持一个相对稳定的体积大小。

太阳的内部

我们的太阳会在主序星阶段停留大约100亿年的时间。现在的太阳已经有46亿年了。也就是说大约还有50亿年左右的时间太阳就要离开主序星阶段了。离开了主序星阶段意味着恒星变老了。它便开始朝着红巨星方向演化了。恒星是如何变成一颗红巨星的呢？我们就以太阳为例聊一下。

50亿年后太阳核心处的氢燃料已经耗尽，只留下了一个氦核。原先相对稳定的状态因为核心处氢燃料的耗尽而被打破。这时候太阳的引力开始占据上风。在引力的作用下，太阳内部的物质开始向着核心处挤压。太阳内部的温度和压力又骤然上升。位于氦核外层的氢元素又被点燃了。核聚变产生的热辐射压力再次推动太阳的外层物质向外膨胀。

然而这个时期的太阳引力已经大不如以前了。由于恒星风的作用，它大约损失了30%的质量。引力的减弱使得太阳在热辐射压力的推动下膨胀到惊人的地步。

恒星内部的两种力量

在短短的10亿年内太阳的半径会增加到现在的200倍，体积增加到现在的8000万倍，亮度增加到现在的2000倍。这种膨胀导致了太阳表面温度降到了4000K以下，它发出了红色的光芒。太阳变成了一颗红巨星。

宇宙中的那些质量和太阳相当以及小于8倍太阳质量的恒星在末期都会经历红巨星阶段。而更大的恒星则会演化为红超巨星以及蓝超巨星。

红巨星

其实生命后期的太阳并不是一直处于膨胀状态的。太阳内部的氦核在临近外层氢聚变的强大压力下，不断地被加热。当温度达到1亿℃时，氦核便被点燃了。氦元素会通过一个叫做三α的过程转化为碳元素。由于太阳的质量不够大，无法持续的燃烧核心处的氦元素。因此氦元素只是在很短的时间内开始突然剧烈燃烧。这就是所谓的“氦闪”。

恒星的内部

科学家估计，每次氦闪就会将核心处6%的氦元素转化为碳元素。一旦氦闪发生，太阳的半径就会收缩。而位于氦核外层的氢聚变反应又推动着太阳外层物质向外膨胀。当再次发生氦闪时，太阳又会再次发生收缩。这时候的太阳进入到了一种膨胀——收缩——膨胀——收缩反复的脉动状态中。直到核心处的氦元素全部变成了碳氧元素。太阳的生命也就走到了尽头。

行星状星云

在短短的数万年间，太阳把外层物质全部抛射到了星际空间，只留下了一个炽热的碳氧内核。太阳最终变成了一颗白矮星。