新研究：地球逃离太阳“吞噬”命运的可能性增大

IT之家 7 月 8 日消息，吞噬长期以来，新研性增天文学界对于地球的究地最终命运存在广泛争议。约 500 亿年后，球逃当太阳核心的离太氢燃料耗尽，它将膨胀为红巨星，阳命运其体积足以吞没水星和金星。吞噬多项早期研究指出，新研性增地球最终也难以逃脱被太阳吞噬的究地结局。

然而，球逃最新研究揭示，离太地球在这场“烈焰末日”中幸存的阳命运希望，可能比此前预估的吞噬更为乐观。

研究团队采用更新后的新研性增恒星-行星相互作用模型发现，随着太阳膨胀，究地其对地球产生的引力潮汐作用弱于早期模型的预测。这意味着，在太阳垂死阶段向外抛射物质时，地球拥有更充足的时间向外迁移，从而有可能完全避开被吞没的命运。

当然，这并不保证地球必然幸存。研究人员指出，该研究将最大的不确定性从“潮汐力的强度”转移到了另一个关键问题——太阳在生命末期究竟会损失多少质量。

比利时鲁汶大学天文研究所（KU Leuven Institute of Astronomy）的研究第一作者 Mats Esseldeurs 表示：“当前的核心未知数已不再是潮汐力计算，而是太阳未来的质量损失量。虽然针对类太阳红巨星的观测数据倾向于支持地球幸存，但在获得更多观测证据前，我们仍需保持谨慎。”

对于类太阳恒星而言，耗尽核心氢燃料并膨胀为红巨星后，会引发一场宇宙尺度的“拉锯战”：
1. 向内拉拽：不断增强的潮汐引力试图将行星拉近恒星；
2. 向外推移：恒星持续抛射物质导致自身质量下降，引力束缚减弱，从而推动行星轨道外移。

这两种力量的博弈最终决定了行星是被吞没还是幸存。这种“推拉效应”主要经历两个阶段：

• 潮汐制动：随着太阳膨胀，引力潮汐如同缓慢的制动器，消耗地球轨道能量，使其逐渐靠近太阳。
• 质量损失与轨道扩张：垂死的太阳通过强烈的恒星风喷射大量气体，预计将损失约一半的质量。NASA 指出，随着太阳质量减轻，引力束缚减弱，幸存行星的轨道半径可能扩大至当前的两倍。

Esseldeurs 解释道：“地球的最终命运取决于这两种效应的微妙平衡。若潮汐作用主导，地球将被吞没；若恒星质量损失主导，地球将逃逸至更远的轨道。”

以往研究结论不一，主要源于对这两种竞争机制的处理差异。部分研究完全忽略潮汐作用，而另一些则沿用数十年前的简化模型，往往高估了太阳对行星的向内拉拽力。

本次研究摒弃了旧公式，基于老年恒星内部结构和动力学变化，构建了更精确的潮汐力计算模型。新模型能更准确地模拟潮汐摩擦与恒星风变化，并结合太阳在红巨星阶段不同的质量损失情景进行测试。

研究结果显示：
* 水星和金星：即便采用新的弱潮汐模型，它们仍无法逃脱太阳膨胀的速度，最终将被吞没。
* 地球和火星：能够安全穿越太阳的两个红巨星阶段。最终，地球将在一条更大的轨道上，围绕太阳演化后留下的白矮星残骸运行。

研究人员强调，目前尚无法下定论。由于天文学家难以准确观测类太阳恒星晚期的质量损失速率，“地球最终命运”仍存在不确定性。

为了验证模型，研究人员参考了距离地球约 183 光年的红巨星 L2 Pup 的质量损失数据。鉴于其质量与未来太阳相近，被视为理想的参考对象。研究发现，在符合实际的质量损失情景下，地球向外迁移的速度足以避免被吞没，使得“幸存”的概率略高于“毁灭”。

尽管这一发现具有学术意义，但对人类而言并非现实的“救命稻草”。大多数科学家认为，随着太阳老化，其亮度和温度将持续升高。约 10 亿年后，地球海洋将被彻底蒸发，星球变得不再适宜居住，这一时间点远早于太阳膨胀为红巨星的时刻。

尽管届时人类可能早已不复存在，但研究地球的最终命运对于理解行星系统随恒星演化的规律至关重要。随着更多类太阳濒死恒星的观测数据积累，这一理论框架将得到进一步完善。

研究人员在论文中总结道：“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，并更准确地约束地球-太阳系统未来的演化过程。”

IT之家获悉，该项研究已于今年 6 月发表在《Astronomy & Astrophysics（天文学与天体物理学）》期刊上。

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