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好消息!地球似乎永远不会被太阳吞噬

Wired2026年7月6日 10:30

有一些好消息和一些坏消息。好消息是,与早期的担忧相反,地球可能永远不会被太阳吞噬。坏消息当然是,我们都不会在那时在场来发现。科学家们早已估计,在大约五十亿年后,太阳将耗尽燃料,首先扩展为红巨星,最终成为一个白矮星,将继续冷却数十亿年,如果不是数百亿年。在这一系列戏剧性的宇宙事件中,地球的命运仍然不确定。它会被扩张的红色太阳吸引而永远消失吗?还是虽然早已变得不适宜居住,它会继续围绕白矮星残骸运行直到宇宙达到最终的热寂?到目前为止,天体物理学家们的主流观点倾向于第一种情景。但《天文学与天体物理学》上发表的一项新的研究推翻了这一期望,提出新的证据表明,地球可能会在太阳转变为红巨星后幸存下来。太阳的生命周期为了了解太阳系行星的未来,我们需要看看太阳本身。目前,太阳正处于它的主序阶段,这是一个持续大约45亿年的长时期稳定,其主要通过氢的核聚变为氦提供能量。这个阶段将持续数十亿年,但太阳将逐渐变得更加炽热和明亮。最终,它将变得足够明亮,以蒸发地球表面的所有水,使我们的星球在接下来的20亿年内变得不宜居住。在大约五十亿年后,太阳的长期稳定期将结束。到那时,核心中的氢将耗尽。氦核心将在自身重力的作用下收缩,变得更热,并在周围的壳层中引发氢核聚变。结果,太阳的外层将大幅扩张,而其表面则急剧冷却,呈现出这一阶段中恒星演化的特征红色。这也是地球命运周围的神秘开始的地方。复杂的拉锯战太阳的巨大扩展将通过两种相对效应的相互作用深刻改变地球的轨道。一方面,太阳将通过强烈的恒星风失去大量的质量。随着其引力的减弱,地球的轨道将逐渐向外漂移。另一方面,行星与太阳扩展气体包围物体之间的距离减小将产生阻力,而潮汐力(施加在物体近侧和远侧的引力差异,可以逐渐改变行星轨道)将对地球的运动起到制动作用。到目前为止,科学家们认为潮汐效应将占主导地位。在那种情况下,地球将逐渐失去轨道能量,螺旋向内,最终被扩张的太阳吞噬,并完全蒸发。新的展望这项新的研究基于太阳转变为红巨星期间潮汐耗散和恒星质量损失的改进模型,指向了一个不同的结论。研究人员称,潮汐耗散——通过逐渐导致地球这样的椭圆轨道变为更圆形的过程——将没有以前模型所暗示的那么有效。与此同时,位于约209光年之外的红巨星L2 Puppis的观测表明,太阳可能会失去足够的质量,使这一效应超越潮汐力的影响。如果是这样,地球的轨道将逐渐向外移动,显著增加其在红巨星阶段幸存下来的机会。一个不确定的未来尽管这项研究的前景更为乐观,地球的最终命运仍然远未确定。恒星风和在恒星演化最后阶段发生的复杂热脉冲行为涉及许多难以精确预测的变量。如果太阳最终失去的质量低于新模型的估计,潮汐力仍然可能占据主导,向内拉扯地球,导致其毁灭。虽然地球的未来仍然是一个悬而未决的问题,但太阳系其他部分的前景则要明确得多。随着太阳的扩张,水星和金星将被它的外层完全吞噬,永远消失在强烈的热量和潮汐力的共同作用下。然而,外行星的情况则不同。火星尽管会经历一个显著的温度上升,蒸发它的永久冰储备,但会迁移到更远的轨道,并避免物理毁灭。更远处,气态巨星木星和土星将看到它们的卫星轨道发生重塑,而太阳辐射的增加可能暂时融化欧罗巴和恩克拉多斯等卫星的冰壳,在其表面形成液态水的海洋。这意味着这些世界——至少在一段时间内——可能会成为继任者。

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