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一项最新研究表明,地球在约 50 亿年后可能不会被膨胀的太阳吞没,其逃生几率比之前认为的要大。
根据该研究,当太阳耗尽氢燃料并演化为红巨星时,其对地球的潮汐引力作用预计会比早期模型所预测的要弱。这意味着,随着太阳向外层空间抛射物质,地球有更多机会逐渐向外迁移,从而有可能避免被太阳吞噬的命运。
然而,这项研究也指出,地球能否幸存的关键在于太阳在其生命最后阶段会损失多少质量。目前,这一因素仍存在很大的不确定性,需要更多的观测数据来支持。
比利时鲁汶大学天文研究所的 Mats Esseldeurs 表示,潮汐力的计算已不再是最大的难题,太阳未来质量损失的程度才是当前最大的未知数。尽管对类似太阳的红巨星观测结果显示地球可能幸存,但还需要进一步的观测来确认。
恒星演化到红巨星阶段会引发一颗行星的轨道“拉锯战”:一方面,潮汐引力将行星向内拉;另一方面,恒星质量的减少会把行星轨道向外推。
这种“推拉效应”体现在两个阶段。首先,太阳膨胀时,潮汐引力会消耗地球的轨道能量,使其逐渐靠近太阳。其次,太阳会通过恒星风喷射大量气体,损失约一半的质量。根据 NASA 的说法,太阳质量减轻会削弱其引力,促使行星轨道向外迁移,可能扩大至现在的两倍。
Esseldeurs 解释说,地球的最终命运取决于这两种效应的微妙平衡。如果潮汐作用占优,地球将被吞没;如果恒星质量损失占优,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的不同处理。一些研究忽略了潮汐作用,另一些则使用了过时的简化模型,这些模型可能高估了太阳对行星的向内拉拽力。
此次研究采用了基于老年恒星内部结构和动力学变化的新潮汐力计算模型,能够更准确地模拟潮汐摩擦和恒星风变化,并考虑了太阳在红巨星阶段可能出现的不同质量损失情况。
研究结果显示,即使在新的、较弱的潮汐作用模型下,水星和金星仍会被太阳吞没。而地球和火星则有望穿越太阳的两个红巨星阶段,最终在围绕太阳遗留下来的白矮星周围,于一个更大的轨道上继续运行。
尽管如此,研究人员强调,目前尚不能下定论,因为天文学家仍无法准确测量类似太阳的恒星在生命晚期损失质量的速度。
研究人员参考了距离地球约 183 光年的红巨星 L2 Pup 的实际质量损失数据,该恒星的质量与未来太阳接近。观测结果表明,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”的可能性略大于“毁灭”。
对于人类而言,这项发现更多是学术上的意义。大多数科学家认为,太阳老化导致其亮度温度升高,大约 10 亿年后地球海洋将蒸发,星球将变得无法居住,远早于太阳膨胀成红巨星。
尽管如此,研究地球最终命运对于理解行星系统如何随恒星演化而变化仍具有重要意义。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的积累,这一理论框架将得到进一步完善。
研究人员在论文中指出,这将有助于开展演化恒星周围行星轨道演化的统计研究,并更精确地约束地球—太阳系统未来的演化过程。
此项研究已于今年 6 月发表在《Astronomy & Astrophysics》期刊上。
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2026年5月15日
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