太阳膨胀为红巨星，是一瞬间完成，还是要经历较长时间逐渐膨大？

对于我们这种渺小的生命来看，它的膨胀是缓慢的，但如果以太阳一生的时间来看，为红巨星的时间是短暂的，不过10亿年而已。简单了解下关于太阳人生故事。

太阳，占太阳系总质量的99.86%，是我们主要的热源和光源。它主要由氢和氦组成，但它不是第一代恒星，所以也含有其他元素，如氧、碳、氖和铁。它是通过一个叫做热核聚变的过程被点燃的。这个过程创造了电磁辐射，使我们的地球变暖，并使它有可能孕育生命。

太阳的形成

在太阳系还未形成的星辰岁月里，银河系中有一团稠密的分子云。

突然，一个事件发生了，我们不知道那是什么事件，或许是附近超新星爆发后的冲击波，促使这团分子云开始自行坍塌。当云层塌陷时，所有的尘埃、气体旋转着向中心汇聚，形成一个球体。

当这个球体开始增长时，旋转的速度越来越快，形成了一个引力场，吸引了周围更多的物质。一旦汇聚的质量足够多，一个叫做热核反应的过程将发生在它的核心内，把它变成太阳系中心的一个炽热的离子球。

热核反应

热核反应的过程非常简单，它为所有的恒星提供能量。两个或更多的氢核在接近时以极快的速度碰撞在一起，聚变成一个单一的原子核。这基本上使氢转化为氦4，为太阳系提供了强烈的热量和光线。

科学家试图模拟这个过程，把氢弹改造成一种新的、安全的能源，但至今我们还无法找到控制氢聚变的方法。所以现在，只有恒星拥有这种技术的专利。

太阳的结构

据我们所知，太阳是个巨大的等离子体，有四个基本层。

核心（Core）：发生热核反应的地方。其密度是水密度的150倍，达到15000℃的温度，且核心的自转速度比太阳表面快。

辐射层（Radiative zone）：核周围的区域。这个区域通过辐射产生能量传递，而不是对流。在这一点上，温度稍微下降到5000摄氏度左右，在辐射层，分子传递能量，因为他们受到热量的激发和相互“碰撞”。

差旋层（Tachocline）：是一个将辐射层和对流层分开的薄层。通过磁发电机的过程，太阳的磁场在这一层产生。研究表明，当对流层加速其旋转时，辐射层减慢，而他霍瓦跃层似乎是两者之间的“空间”。这两个区域之间的这种旋转差异产生了一个来自他霍瓦的磁场，并且可能是11年太阳黑子周期和太阳耀斑发生的原因。目前对太阳的这一部分知之甚少，但研究继续对其目的有更好的了解。

对流层（Convective e zone）：这是太阳的最外层，通过对流传递能量。对流的过程相当简单。当分子被加热时，它们会失去密度，彼此之间进一步分离并上升，当温度将下来，分子又会下沉。也就是说，一旦这些分子上升到较冷的区域，它们就开始冷却自己，并再次变得稠密，返回到热源。这个过程创造了一个循环，加热的分子上升，冷却的分子下降。沸水和洋流就是一个很好的例子。

再向外就是太阳的大气层，也由三个基本层组成。

光球层（Photosphere）：这是太阳大气层最里面的部分，也是我们唯一能看到的大约100到400公里厚的部分。它的密度比地球大气层低约0.01%。太阳的这一部分达到5000到8000摄氏度之间的温度，这比太阳大气层的其他层要凉爽。

色球层（Chromosphere）：虽然离太阳的质量比光球层更远，但它比光球曾要热得多。它的厚度约为1500公里(932英里)，当它进入日冕时，温度可达4000°C至25000°C。色球层比光球密度低0.01%，只有在日全食期间才能看到，环绕月亮周围的红环。

日冕（Corona）：最热的日冕(在100万到200万摄氏度之间）和太阳最远的点是日冕层，它环绕太阳几百万公里，在日食期间也是可见的。围绕月亮的白光，比色球层的密度还要低0.01%。

科学家们已经推测出太阳走到生命的尽头，会经历三个阶段。

第一阶段：当太阳燃料消耗不足时，它将开始变大。随着年龄的增长，太阳消耗的氢越来越多，终有一天它的热核聚变的速度会开始下降，这意味着它们的核心无法产生足够能量以对抗引力，于是核心收缩，温度升高，聚变速率再次加快。而这就是主序星不断经历的过程，太阳自形成以来已经处于这一过程长达46亿年，其亮度相比刚刚诞生时增强了30%。

太阳在随后的漫长岁月中会越来越亮，越来越热。10亿年之后，地球上的温度将会上升到100摄氏度以上。大海开始沸腾，大地成为一片焦土。赋予万物生命的太阳最终成为所有生命的终结者。

第二阶段：大约50亿年后，太阳核心处的氢聚变将完全停止，太阳核心急剧收缩，其温度将从1 500万摄氏度飙升至约1亿摄氏度。核心开始氦聚变，氢聚变也会在超高温核心周围的外壳中重新启动，而这标志着太阳开始脱离赫罗图中的主序星。重启的核聚变产生的能量注入太阳之后，会使其外壳膨胀到现在直径的100倍，成为一颗巨大星。

一旦太阳膨胀到到其体积的峰值并成为一个红巨星，它将吞没所有在近地轨道内的行星，水星、金星甚至地球。它会开始向整个太阳系发射爆裂的粒子，从而将其他物体和行星吹飞，给整个太阳系制造混乱。这些粒子将成为我们所说的行星状星云(包括星际尘埃云、氢云、氦云和其他电离气体)。

虽然叫这名字，但它和行星一点儿关系也没有，只是早期天文学家发现它们时，在望远镜里看起来和行星很像，因此得名。尽管如今我们对它的认知已有了变化，但还是约定俗成地沿用了这个名字。

第三阶段：我们的太阳会临终氦闪，收缩成一颗碳氧核，发着白光的白矮星。其核心中不再发生热核聚额变，太阳系这个生命星洲归于平凡，不再适合维持生命。

氦闪实际是一个很复杂的过程，是基于量子力学的推论结果，在此就不赘述了。

总结

成为红巨星，是所有质量大于0.8倍太阳质量的恒星，都会经历的一个阶段。这个过程对于人类来说，并非一瞬间达成。