新研究认为地球不会在最终阶段被太阳吞噬。

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红巨星在其生命尽头抛出外层物质,会导致其质量下降,引力衰减。JAXA

距今大约50亿年后,太阳将耗尽氢燃料,然后开始膨胀,成为一颗红巨星,将距其最近的行星,如水星和金星吞噬。

科学家曾经以为,地球的命运也差不多。但来自比利时鲁汶大学的科学家6月19日在《天文与天体物理学》期刊上发文指出,地球可能会在这场大灾变中幸存下来。

不过即使地球幸存,其表面也将不再适宜居住。

预测地球的命运,需要考虑两大因素:引力的潮汐作用和太阳的质量损失。它们共同决定了地球是会盘旋着坠入膨胀的太阳,还是会向外漂移最终平安脱离。

地球在这场星际浩劫中的命运可能有两种。它要么向内盘旋,然后被膨胀的太阳吞噬;要么逐渐远离太阳,轨道半径变得越来越大,最终幸存。

决定地球命运的主要有两大效应:引力潮汐作用和太阳质量的自然损失。

研究人员在声明中解释说,这里说的潮汐作用,与地月之间的引力效应相似。当行星近距离围绕巨星运行,其引力会扭曲恒星的内部结构。这样的扭曲会消耗能量,导致行星的轨道逐渐向内迁徙。

第二种力量来自太阳质量的损失。在巨星阶段,太阳会流失大量物质。而随着太阳质量的损失,其对行星的引力束缚也会变弱。这会导致行星向外迁徙到更远的轨道上。

地球的命运取决于这两大效应最终如何取得平衡。

新研究通过潮汐模型揭示,潮汐能在巨星内部的消散效率并不如此前认为的那样高。而正是这一发现,改变了地球的命运。

引力潮汐在我们的日常生活中并不罕见。地月之间的引力驱动着海洋潮汐周期性发生。而当地球靠近巨星运行,相同的引力作用会产生一种阻力,像刹车一样,使地球的轨道运行速度变慢。

早期模型认为,这一效应足以把地球拉入膨胀的太阳;而新的计算结果表明,这一效应实际上没有那样强。这一点非常重要,因为如果这种“制动”很强,地球就会被拉向太阳;而如果它很弱,地球会向外漂移,直至最终逃离红巨星太阳实体的影响。

太阳质量的损失,也会对地球是否被太阳吞噬产生重要影响。

这与太阳本身有关。随着太阳的膨胀,它会通过星风,一点点地向外抛出物质。这将导致能够通过引力拉动行星的物质越来越少,行星距离太阳越来越远。如果太阳的质量损失占主导地位,地球就会逃逸到一条比太阳半径更大的轨道上,从而免于被吞噬。

研究结果显示,由于水星和金星距离太阳过近,即使它们的轨道半径变大,也不足以逃离太阳的膨胀。它们最终将被太阳吞噬,至少也将进入太阳的外层大气内部。

而火星和太阳的距离是地球和太阳距离的2倍,因此它的幸存概率很大。受益于同样的效应,火星也将向外迁徙,和地球一起摆脱红巨星的威胁。

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太阳系示意图(距离和大小未按比例)。由内向外依次是水星、金星、地球和火星。50亿年后,水星和金星将被膨胀的太阳吞噬,而地球和火星有机会幸存。ESA / ATG medialab

参考

The fate of Earth during the Sun’s giant phases

https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2026/06/aa60576-26/aa60576-26.html

Earth May Escape the Sun’s Final Expansion, New Research Suggests

https://www.argo.net/earth-may-escape-the-suns-final-expansion-new-research-suggests/