我们的恒星终有一个截止日期，但我们怎么能确定不会很快来临呢？
想想太阳吧：炎热、巨大，为我们带来一切。我们的这颗恒星，为我们所知的所有生命提供燃料，提供能量维持着从最小的光合作用微生物到陆地和海洋中最大的动物。
但是有一天，在遥远的未来，太阳会死去。不过，事情不会只变得黑暗。相反，它会变得非常非常明亮。而且，很热，热得无法忍受。太阳将变得无法辨认，如果有人还能看到它的话。
美国自然历史博物馆（American Museum of Natural History）的天体物理学家杰基·法赫蒂（Jackie Faherty）说道：“任何有意识的人都会有一个最基本的问题：我们是如何来到这里的？意义何在？这一切意味着什么？这是我们的起源和未来的问题。如果你想了解太阳的宜居带，你需要知道它会在那里待多久，它如何演变，如何变化。这一切都归结于这个基本的故事。”
这就给我们带来了今天的难题：我们生命的太阳还剩多少时间？我们怎么知道？
一旦你意识到它是一个气体球，你就知道它不会是什么无限机器，你只需要弄清楚它什么时候会用完。实际上，计算时间线是一个相对简单的等式，建立在一些复杂的数学和更小的实现上。
要知道太阳还剩多少时间（还有大约50亿年），你就需要知道它已经有多老了。恒星是不会意外死亡的，因此了解恒星的年龄，是衡量其上升速度的重要指标。19世纪，在地球有多古老的宿怨中，查尔斯·达尔文和天体物理学家开尔文勋爵就太阳的年龄展开了辩论。达尔文的估计结果更加接近；当时，核能尚未被发现，开尔文的工作假设是太阳在燃烧煤炭。这使他的数字有点偏离了。
上图：2013年，美国宇航局太阳动力学观测站拍摄的太阳照片。
我们对太阳年龄的基线，是由仍在太阳系中旅行的最早的岩石得来的，这些岩石基本上是在太阳系合并过程中从未形成行星或卫星的废品。这些岩石一直给我们提供了46亿年的年龄，科学家们已经能够使用一些技术精确地确定它们的年代。
知道太阳的亮度也很重要，因为它能告诉我们恒星的能量有多大。自从我们知道我们离太阳有多远，我们就知道了太阳有多亮，这个测量方法被称为天文单位，或AU。这一测量是利用视差效应和1769年金星凌日经过精心计算得出的，著名的库克船长甚至在塔希提岛做了一些观测记录。
一个天文单位（AU）现在固定在 92955807.3 英里，是讨论我们太阳系内部和周围距离的重要度量。通过这种测量，天文学家能够确定太阳的光度或亮度 —— 在此之前，他们不确定这颗恒星是非常近且非常暗，还是非常远且非常亮。
事实证明，就恒星而言，太阳是最普通的。天文史上最重要的图形之一赫茨斯普林格-罗素图（Hertzsprung-Russell）清楚地显示了这一点，该图绘制了恒星的亮度和颜色。以此命名的两位天文学家还暗示，恒星会以某种方式燃烧氢，燃烧与恒星的温度和内部物理有关。
天文学家不确定太阳是非常近且非常昏暗，还是非常遥远但非常明亮。
当塞西莉亚·佩恩（Cecilia Payne）还在哈佛大学攻读天体物理学博士学位时，她写了一篇关于恒星主要是由氢和氦组成的论文，事情才真正成为焦点。当时，拉塞尔（因图表而出名）和佩恩的一位导师称这些数字是“不可能的”，佩恩最终放弃了论文中的观点。但她被证明是正确的，只有通过她的工作，“赫茨普林-罗素图”才能真正被用作天体物理学的工具，用来理解恒星的类别。也就是说，它的物理性质和它的命运。只有把太阳放到恒星的行列中，我们才能知道它是什么样的恒星，以及它在同类恒星中的亮度。
上图：赫茨普林-罗素图，描绘了恒星的光度与颜色的关系。
观察其他恒星让我们有了一个全面的恒星演化理论。特别是，一个至关重要的角色与星团（距离相同、成分相同、仅质量不同的恒星）有关。在那里，我们可以理解，恒星的演化完全取决于恒星的质量。
因为我们知道太阳核聚变的速率，我们知道它燃烧核燃料的速率。天体物理学家解释说，这个速度非常慢。太阳不是炸弹，它是一个极其糟糕的核聚变反应堆，每公斤，它产生的能量比你预想的少，它需要时间。太阳，很容易做到。不要着急。
但这些想法现在都在一起了。了解太阳的年龄及其融合发生的速度意味着天体物理学家知道它已经燃烧了多少。太阳已经燃烧了大约 50 亿年，而且还将燃烧大约 50 亿年。这就是事情变得有趣的地方：“你会期望核聚变（随着时间的推移）放缓，因为氢较少。但这是不可能的 —— 正是热量让太阳保持稳定。氢气有点用完了，整个太阳都会稍微对流，温度就会升高（这已经在发生了，但还有更多的氢可以去）。但最终，氢会耗尽，太阳会向内坍缩 —— 重力总是获胜。
我们的太阳还不够大，不足以产生超新星，也就是巨大的恒星爆炸。较大的恒星会留下中子星或黑洞；太阳的末日将以不同的方式戏剧性地结束。当它燃烧氢气时，太阳会变小，恒星核心外的层会变得更热。核聚变开始发生在核外的某处。太阳变成了一颗红巨星，一颗更加分散的恒星，燃烧的能量比以前更少。通往红巨星的道路需要一段时间，但一旦它成为红巨星，死亡就会很快。
在这个时候，如果搬到水星去是非常不合适的，你会发现自己已经置身于太阳之中。好吧，臃肿的太阳已经告诉了我们，它的第一个受害者。
太阳将继续膨胀和不稳定。金星也会被吞噬。（关于完全膨胀的红巨星太阳是否会到达地球，还存在一些争论，但至少，海洋会蒸发掉，地球会像今天的金星一样。）最终，太阳变得弥散，开始蒸发。
在成为红巨星仅仅10万年后，它的质量就减少了一半。在这一点上，太阳已经进入了它的最后阶段。它是一颗白矮星，一种密度很大的恒星残骸，大小与我们的星球差不多。此时，它的核能已经耗尽，并将慢慢冷却成一个固体碳球 —— 基本上就是太空中漂浮的钻石。
在这颗致密的矮行星周围，太阳喷出的物质云可能发出荧光，形成耀眼的行星状星云。2019年，《自然天文学》上就有一篇关于太阳照亮星云可能性的论文。要形成这样一个星云，太阳需要在云层还在它附近的时候足够热，即使到那时，这个宇宙灯光秀的存在，在恒星时间里也只是一眨眼的时间：大约1万年。星云可能看起来像梅西耶57的光环，也就是环形星云。
上图：由哈勃太空望远镜拍摄的环形星云梅西耶57，其核心有一颗白矮星。
当然，正确看待这一切是值得的。在我们这颗恒星的末端，眨眼间的星云持续时间，大约是人类历史的两倍。早在地球上出现生命之前，这颗原始行星就不再适合人类居住了。换句话说，我们不只是在正确的地方，我们出现在正确的时间。
国家太阳天文台（National Solar Observatory）的恒星天体物理学家亚当·科瓦尔斯基（Adam Kosalski）表示：“意识到我们现在活着是非常幸运的，因为现在太阳的能量输出（以及我们月球的稳定轨道）之间存在着非常微妙的平衡。我们不想破坏这种平衡，因为到目前为止，我们还没有发现任何围绕另一颗恒星的行星，具有这种微妙的平衡。”
倒霉的是，我们已经找到了把事情搞砸的方法。这个十年将决定本世纪及以后气候变化模式的轨迹。从进化的意义上说，我们在太阳系的一生中只在这里打过一个喷嚏。你不应该认为地球会被太阳吞噬，这就是我们的命运 …。但我更关心的是，在我们还没有达到那个阶段之前，我们自己的影响就会改变一切。
因此，我们知道了太阳将如何，以及何时消亡，并带走地球的宜居性。然而，50亿年后是否还会有智慧生命留在这里，与这艘方舟一起沉没，这是不可能知道的。
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