新研究：地球逃离太阳“吞噬”命运的可能性增大 - 乐竞体育

一项最新的科学研究表明，地球可能比以往认为的更有机会在太阳膨胀成为红巨星后幸存下来。研究人员运用了更新的恒星与行星相互作用模型，发现太阳在膨胀过程中，其潮汐引力对地球的拉拽作用会比早期模型预测的要弱。这意味着，当太阳的外层物质向太空抛射时，地球将有更充裕的时间逐步向外迁移，甚至有可能完全避开被太阳吞没的命运。

然而，这项研究并非断言地球必将幸存。研究团队指出，当前最大的不确定性已从潮汐力的强度转移到了太阳在其生命晚期会损失多少质量。比利时鲁汶大学天文研究所的 Mats Esseldeurs，该研究的第一作者，表示：“目前最大的未知数已不再是潮汐力的计算，而是太阳未来究竟会损失多少质量。现有对类似太阳的红巨星的观测数据倾向于支持地球能够幸存，但要得出确切结论，我们还需要更多观测数据。”

恒星在耗尽核心氢燃料后会膨胀成红巨星，这会引发一场宇宙尺度的“拉锯战”。一方面，增强的潮汐引力会将行星拉向恒星；另一方面，恒星持续抛射物质导致质量下降，又会将行星轨道向外推。这两种力量的较量最终决定了附近行星的命运。

这个“推拉效应”通常分两个阶段。随着太阳膨胀，潮汐引力如同一个缓慢的制动器，消耗地球的轨道能量，使其逐渐靠近太阳。与此同时，垂死的太阳会通过强烈的恒星风喷射大量气体，最终可能损失一半质量。美国国家航空航天局（NASA）解释说，太阳质量减轻会导致其引力束缚减弱，从而推动幸存行星迁移到更远的轨道，轨道半径可能扩大至现在的两倍。

Esseldeurs 解释说，地球的最终命运将取决于这两种效应之间微妙的平衡。如果潮汐作用占主导，地球将被吞没；如果恒星质量损失占主导，地球将迁移到更远的轨道。

研究团队认为，以往研究结论的差异主要源于对这两种竞争机制处理方式的不同。部分研究忽略了潮汐作用，而另一些则使用了数十年前的简化模型，这些模型往往高估了太阳对行星的向内拉拽力。

本次研究没有沿用旧公式，而是基于老年恒星内部结构和动力学变化，构建了更新的潮汐力计算模型。该模型能够更准确地同时模拟潮汐摩擦和恒星风的变化，并结合了太阳在红巨星阶段可能出现的不同质量损失情况进行了测试。

研究结果显示，即使采用了新的、更弱的潮汐作用模型，水星和金星仍无法逃脱太阳膨胀的速度，最终会被吞没。而地球和火星则能够安全地穿越太阳的两个红巨星阶段。最终，地球将围绕太阳演化后留下的白矮星遗骸，在一条更大的轨道上运行。

尽管如此，研究人员强调，目前尚不能下定论。由于天文学家仍无法精确观测类似太阳的恒星在生命晚期损失质量的速度，因此“地球最终的命运仍然存在不确定性”。

研究人员还参考了距离地球约 183 光年的红巨星 L2 Pup 的真实质量损失数据。由于 L2 Pup 的质量与未来的太阳接近，被视为太阳未来演化的参考对象。研究发现，在这种更符合实际的质量损失情况下，地球向外迁移的速度足以避免被太阳吞没，使其“幸存”的可能性略高于“毁灭”。

不过，对于人类而言，这项发现更多的是学术上的慰藉，而非现实的“救命稻草”。大多数科学家认为，大约 10 亿年后，随着太阳老化，其亮度和温度的升高将导致地球海洋蒸发，整个星球变得无法居住，这远早于太阳膨胀成红巨星的阶段。

尽管人类届时很可能已不复存在，但研究地球最终是否能幸存，对于理解行星系统如何随恒星演化而变化具有重要意义。研究人员表示，未来随着更多类似太阳的濒死恒星观测数据积累，这一理论框架还将进一步完善。研究人员在论文中写道：“这将使我们能够开展演化恒星周围行星轨道演化的统计研究，并帮助我们更准确地约束地球—太阳系统未来的演化过程。”

这项研究已于今年 6 月发表在《Astronomy & Astrophysics》期刊上。