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现在到宇宙大爆炸后187亿年(红巨星的太阳)

展望更遥远的未来,大约离现在50亿年,太阳核心的氢将燃烧完毕,再也没有氢剩余下来——它们全都在核反应的过程中被转化成了氦。核心突然失去了由核反应释放出来的辐射压力的支撑,在强大的引力作用下,坍缩不可避免地开始了。外层物质轰塌而来,压缩了核心并且加热了物质。直到现在,氦原子核还没有参与核反应。然而,在几秒钟的时间里,温度就将升高到足以触发新一轮的核反应的程度:氦原子核聚合形成铍原子和锂原子。这个核反应的效率要高得多,其后太阳的辐射将比现在强2000多倍,而且它的体积将急速膨胀,并将水星和金星吞没其中。太阳,终于变成了一颗红巨星。   在演化过程中的某一阶段,红巨星的太阳变得不稳定起来。通过一系列剧烈的脉动,它的外部包层被吹离到遥远的星际空间中,形成所谓的“行星状星云”。   需要指出的是,行星状星云和行星毫不相干,它只是一颗演化到了晚期的恒星抛射出的外包层。它们是宇宙中难得的奇观,有着绚丽多姿的美丽外表,但存在时间却只有几万年。其中最著名的是天琴座环状星云(M57),用一架小型望远镜即很容易地找到它,因为它正好位于两颗肉眼可见的恒星——天琴座β和天琴座γ——的中间,靠近明亮的织女星,甚至用中等口径的双筒望远镜也能看到它。在望远镜中看,它像是一个发着微光的圆形轮胎。M57看上去是对称的,但是别的行星状星云的形态却千差万别,令人眼花缭乱,它们的形状取决于物质从中央恒星处抛射出来的确切物理过程。目前看来最常见的形状是沙漏形,即大多数物质都沿着恒星磁场的轴线方向分布。根据这个模型,行星状星云既可以是沙漏形的也可以是环形的,取决于我们看到的是它的侧面还是正面。粗略地讲,这一模型是准确的,但是还有许多细节有待于更详细的解释。从化学上看,行星状星云是宇宙中最令人感兴趣的区域之一。行星状星云形成的早期,在中央恒星发出的光辐射的作用下,形成了许多复杂的分子。