Η εξέλιξη στον Ήλιο

Ο Ήλιος γεννήθηκε μαζί με πολλούς άλλους αστέρες από έναν πρώτο- αστέρα. Αρχικά είχε γιγάντιες διαστάσεις πολύ μικρή πυκνότητα και χαμηλή θερμοκρασία. Καθώς όμως το κέντρο του πιεζόταν λόγω των αναπτυσσόμενων δυνάμεων βαρύτητας, η αέρια μάζα του (αποτελούμενη κυρίως από υδρογόνο), γινόταν διαρκώς πυκνότερη και θερμότερη. Τις πρώτες χιλιετηρίδες από την γέννησή του, είχε ακτίνα πολύ μεγαλύτερη από τη σημερινή και εξέπεμπε στο διάστημα φως και θερμότητα 500 φορές περισσότερο απ’ όσο εκπέμπει σήμερα. Η ενέργεια αυτή οφειλόταν αποκλειστικά στη συμπίεσή του λόγω της βαρύτητας. Καθ΄ όσο όμως οι διαστάσεις του περιορίζονταν η θερμοκρασία στον κεντρικό του πυρήνα υψωνόταν ολοένα και περισσότερο. Ταυτόχρονα λόγω του περιορισμού της επιφάνειάς του η ποσότητα της ακτινοβολούμενης ενέργειας και συνεπώς οι ενεργειακές απώλειες μειώνονταν. Μετά την πάροδο 8 περίπου εκατομμυρίων ετών, είχε πολύ μεγαλύτερη φωτεινότητα και μικρότερη ακτίνα ενώ η ανύψωση της θερμοκρασίας στο εσωτερικό του δίνει έναυσμα σε πυρηνικές αντιδράσεις. Κατά τις αντιδράσεις αυτές, οι οποίες συμβαίνουν στον κεντρικό του πυρήνα, το άφθονο σε αυτόν υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο ενώ εκλύονται τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Ταχέως η φωτεινότητα αυξάνεται και η συρρίκνωση του όγκου του σταματά, διότι η πίεση των θερμών αερίων του πυρήνα του αντισταθμίζει τις δυνάμεις βαρύτητας. Έτσι δημιουργείται κατάσταση δυναμικής ισορροπίας με αποτέλεσμα το άστρο μας να διατηρείται σε σταθερή κατάσταση επί 4 έως και 6 δισεκατομμύρια έτη. Αυτές τις διαστάσεις και αυτά τα χαρακτηριστικά έχει ο Ήλιος μας σήμερα.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις μετατροπής υδρογόνου σε ήλιο προκαλούν συσσώρευση ηλίου στο κέντρο του Ήλιου έως ότου η εξάντληση του υδρογόνου οδηγήσει στη διακοπή τους. Σε μικρό, σχετικά, χρονικό διάστημα της τάξεως των 4 εκατομμυρίων ετών η αντίδραση μετατροπής του υδρογόνου σε ήλιο μετατοπίζεται από το κέντρο στην περιφέρεια του κεντρικού πυρήνα και μολονότι οι ποσότητες του πυρηνικού καυσίμου είναι μικρότερες, οι αντιδράσεις γίνονται με εντονότερο ρυθμό. Το αποτέλεσμα είναι ότι η ακτίνα του Ήλιου αρχικώς τριπλασιάζεται και η ακτινοβολούμενη ενέργεια τετραπλασιάζεται, ενώ στα επόμενα 600 εκατομμύρια έτη τα φαινόμενα αυτά συνεχίζονται μέχρι να εξαντληθούν πλήρως τα αποθέματα του υδρογόνου των κεντρικών περιοχών. Στο τέλος της περιόδου αυτής, ο Ήλιος θα έχει μετατραπεί σε ερυθρό γίγαντα με ακτίνα πενταπλάσια της σημερινής ενώ θα ακτινοβολεί στο διάστημα ενέργεια 1500 φορές περισσότερο. Εν τω μεταξύ η θερμοκρασία στο κέντρο του Ήλιου, όπου πλέον το υδρογόνο, έχει μετατραπεί εξ’ ολοκλήρου σε ήλιο, έχει υψωθεί σε τέτοιο βαθμό ώστε να είναι δυνατή η έναρξη πυρηνικών αντιδράσεων μετατροπής του ηλίου σε άνθρακα.
Οι αντιδράσεις αυτές θα προκαλέσουν βίαιες αλλαγές στη δομή του Ήλιου. Η πίεση των εσωτερικών αερίων είναι τόση, ώστε οι δυνάμεις της βαρύτητας υπερνικώνται. Ο όγκος του Ήλιου θα αυξηθεί τερατωδώς. Η ακτίνα του θα μεγαλώσει και θα φτάσει να είναι 400 φορές μεγαλύτερη της σημερινής. Έτσι λοιπόν ο Ήλιος εντός χρονικής περιόδου 30 εκατομμυρίων ετών (η οποία θα αρχίσει μετά από την πάροδο 5 δισεκατομμυρίων ετών περίπου) θα διογκωθεί σε τέτοιο σημείο ώστε να καταβροχθίσει διαδοχικά τον Ερμή, την Αφροδίτη, και τη Γη. Αυτή η αστάθεια του Ήλιου θα καταλήξει σε «έκρηξη» και εκτόξευση μέρους της μάζας του στο διάστημα με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός πλανητικού νεφελώματος στο κέντρο του οποίου θα υπάρχει ένας λευκός νάνος, ως απομεινάρι του αρχικού σώματος, με πολύ μικρότερη διάμετρο αλλά πολύ μεγαλύτερη πυκνότητα από αυτή που είχε ο Ήλιος.