新研究显示太阳潮汐耗散低于预期,地球或不会被吞噬。

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地球或许不会像长期假设的那样被膨胀的太阳火球吞噬,科学家给出了新的乐观估计。当然,这一切距离现在还有50亿年,远在地球上所有生命被消灭之后。但当太阳烧尽核心的氢后,会经历两个巨大膨胀阶段:先变成红巨星,氦耗尽后变成AGB星。这股火热的死亡会带来地球上的显著变化。随着太阳膨胀,引力增强会把地球拉向太阳。对地球和月球而言,这种力造成了海洋潮汐的推拉,潮汐能量在海床耗散,减缓地球自转,逐渐把月球推远。

随着太阳膨胀、灼热的表面逼近地球,恒星内部会激起强烈的潮汐波,潮汐耗散时会将地球拉入死亡拥抱。然而膨胀的太阳也会因恒星风损失大量质量,这会把地球向外推。此前的计算依赖对巨星内部潮汐耗散相对简单的描述。过去15年来潮汐建模的进展,使本研究的作者能够展示耗散低于此前预期,法国CEA Paris-Saclay中心的天体物理学家Stephane Mathis告诉法新社。

为估计太阳可能损失多少质量,研究团队特别关注了一颗名为L2 Puppis的近邻恒星,它就像太阳的“老表亲”,研究的合作者说。根据新模型,火星也能逃脱坠入太阳的命运。但离太阳最近的两颗行星水星和金星没那么幸运,它们将被膨胀的火球无情吞噬。

这一切结束后,太阳最终会变成一颗密度极高的白矮星。不再能进行核聚变反应,它会随时间慢慢变暗变冷。

新研究为地球的最终命运提供了不同于传统的答案。过去的模型通常认为地球会被膨胀的太阳吞噬,因为太阳外层会扩展到地球轨道之外。但更精确的潮汐耗散模型表明,太阳对地球的拉扯比想象的弱,而太阳质量损失把地球向外推的效应相对更强。地球有可能在太阳的死亡膨胀中幸存,成为绕白矮星运行的焦黑残骸。

L2 Puppis作为参照星提供了关键线索。这颗恒星目前正处于太阳未来将经历的演化阶段,研究团队通过对其观测约束模型参数。结果显示,在更准确的物理描述下,地球的轨道扩张足以抵消太阳外层的吞噬。

研究发表于M. Esseldeurs等人合著的论文,讨论了太阳巨星阶段地球的命运。结果并不意味着地球会保持宜居,太阳膨胀过程中地球表面温度将远超水的沸点,海洋蒸发,大气被剥离,地球即便不被吞噬也会变成熔岩世界。但从纯粹的天体力学角度看,地球作为一颗行星可能继续存在。

红巨星阶段是太阳演化的关键节点。当核心氢耗尽,太阳外层将膨胀到目前半径的数百倍,表面温度降低但总光度大增。AGB阶段则是更晚期的演化,太阳外层进一步膨胀并伴随强烈恒星风,每年损失大量质量。这两个阶段的潮汐效应和恒星风共同决定了内行星的命运。新模型的关键改进在于更准确地描述了巨星内部潮汐波的耗散机制,这是此前模型简化处理的部分。

L2 Puppis作为参照星提供了关键线索。这颗恒星目前正处于太阳未来将经历的演化阶段,研究团队通过对其观测约束模型参数。L2 Puppis周围还观测到了星周物质抛射形成的盘状结构,为理解AGB阶段恒星质量损失提供了直接证据。结果显示,在更准确的物理描述下,地球的轨道扩张足以抵消太阳外层的吞噬。

太阳最终变成白矮星后,残留的行星将继续绕其运行。白矮星周围的行星系统已在多项观测中被发现,通常是被吞恒星遗骸污染的金属谱线所揭示。地球若幸存,将成为这类系统的一员。

原文:https://phys.org/news/2026-06-sun-engulf-earth-scientists.html