太陽每秒損失420萬噸 後果究竟有多嚴重？
我們都知道太陽的能量來自核心的核聚變反應，總的來說，由4個氫原子核聚變成1個氦原子核，同時還會釋放出2個正電子、2個中微子和3個光子，這些看上去微不足道的小粒子就是太陽賦予我們的愛與陽光。那麼問題來了，太陽是不是像蠟燭一樣，在把能量播撒出去的同時，自己的質量是不是會越來越小呢？
太陽核心發生的核聚變反應主要是質子-質子反應，即氫核聚變為氦核的反應。（來源：網路）
答案是肯定的，沒有質量的損耗，哪來的能量呢？而且兩者的關係大家也很熟悉了——E=mc^2。4個氫原子核的總質量是4.0291個原子質量單位，1個氦原子核為4.0015原子質量單位，因此每一次完整的氫核聚變反映會損失0.0276原子質量單位，換算成能量是4.12×10^-12J。在太陽的核心，1秒鐘里會發生9.2×10^37次氫氦聚變反應，所以太陽一秒鐘就會損失420萬噸！猴賽雷！有木有？不過不用太擔心，因為太陽的質量高達2千億億億噸，即便只有10%的氫原子核可以發生反應，也可以燃燒100多億年，況且太陽不必等到氫燃料燒完，其形態就會發生翻天覆地的變化。
然而我們也不禁想到這樣一個問題，既然太陽的質量在減小，那麼是不是意味著太陽的引力也在減小呢？包括地球在內的行星運動軌道是不是會被「推離」太陽呢？理論上這種猜測是成立的，那麼實際情況是不是這樣呢？美國航天局和麻省理工學院的科學家還真的做了這方面的測定。研究人員將目光對準距離太陽最近的行星——水星，他們檢查了「信使」號探測器工作期間的軌道數據。2008年和2009年「信使」號分別有2次飛越水星，並在2011年3月至2015年4月期間環繞水星進行長期考察，這給科學家提供了非常充分的數據，他們開展逆向工作，即已知探測器的運動狀態，反推水星運動的細微變化，再推導出太陽物理狀態的變化。
研究人員試圖通過水星運動來研究太陽質量變化對行星軌道造成的影響（來源：NASA"s Goddard Space Flight Center）
幾個世紀以來，水星的運動一直是天文學家關注的焦點之一，尤其是水星有著相比於其他行星更為明顯的近日點進動現象。牛頓的萬有引力始終無法完全準確地預測水星的位置，直到愛因斯坦祭出廣義相對論，用「太陽質量引起的時空彎曲」完美地解釋了一切。因此，研究人員相信，太陽質量的損失也一定能在水星的運動上留下印跡，他們希望通過實際觀測來驗證恆星演化的理論。根據理論計算，太陽質量損耗會讓行星軌道以1.5cm/yr/AU的速率增大，即地球以每年1.5厘米的速率遠離太陽。
水星近日點進動現象示意圖（來源：網路）
這項工作更為深遠的意義在於精確測定太陽引力常數（GM）的變化率。太陽引力常數是一條重要的基準，大家想，常數不準的話怎麼去做其他的計算呢？當前太陽引力常數的值為132712440043.754±0.14(km^3/s^-2)。然而，由於太陽質量在變化，太陽引力常數一定也會有變化的，也就是說——常數不「常」，那麼這個變化到底有多少呢，這就是天文學家想知道的答案。研究人員根據「信使」號數據得到的結論，太陽引力常數的變化率每年僅6.13±1.47×10^-14，比理論預測稍小一些。不過目前他們得到的結論還存在較大的不確定性。真不知道天文學家為了獲得極為精準的常數，不知道要掉落多少頭髮。
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