新研究：地球逃离太阳“吞噬”命运的可能性增大

一项新的研究表明，地球可能比先前设想的更有机会在太阳膨胀并最终演变成红巨星时幸存下来。研究人员利用更新的恒星与行星相互作用模型，发现太阳膨胀过程中对地球的潮汐引力效应可能比早期模型预测的要弱。这意味着，当太阳在其生命晚期抛射其外层物质时，地球将有更长的适应时间，并可能逐渐迁移到更远的轨道，从而避免被吞没。

然而，这项研究并未断言地球必然能够幸存。研究者指出，当前最大的不确定性已从潮汐力的强度转移到太阳在生命最后阶段会损失多少质量。比利时鲁汶大学天文研究所的 Mats Esseldeurs 表示，当前对类似太阳的红巨星的观测数据倾向于支持地球可以幸存，但需要更多数据才能得出确切结论。

恒星在耗尽核心氢燃料后会膨胀成红巨星，这一过程会引发行星轨道的一场“拉锯战”。一方面，增强的潮汐引力会把行星拉向恒星；另一方面，恒星因持续抛射物质而质量下降，又会将行星轨道推向外围。这两种力量的此消彼长最终决定了行星的命运。

这种“推拉效应”分为两个阶段。随着太阳膨胀，潮汐力如同一个缓慢的制动器，消耗地球的轨道能量，使其逐渐靠近太阳。同时，衰老的太阳会通过强烈的恒星风喷射大量气体，损失高达一半的质量。根据美国国家航空航天局（NASA）的说法，太阳质量的减轻会削弱其引力束缚，促使行星迁移到更远的轨道，甚至可能扩大到当前的两倍。

Esseldeurs 解释说，地球的最终命运取决于这两种效应之间微妙的平衡。如果潮汐作用占优势，地球将被吞没；如果恒星质量损失占优势，地球则会迁移到更远的轨道。研究团队认为，过去研究结论的差异主要源于对这两种竞争机制处理方式的不同，一些研究忽略了潮汐作用，而另一些则使用了高估了太阳向内拉拽作用的简化模型。

本次研究采用了基于老年恒星内部结构和动力学变化的更新潮汐力计算模型，能够更准确地模拟潮汐摩擦和恒星风的变化，并结合了太阳在红巨星阶段可能出现的不同质量损失情况进行了测试。研究结果显示，即使采用新的、较弱的潮汐作用模型，水星和金星仍无法逃脱被太阳吞没的命运，而地球和火星则有望安全穿越太阳的两个红巨星阶段，最终在围绕白矮星遗骸形成的更大轨道上运行。

研究人员强调，目前尚无法给出最终定论，因为天文学家仍无法精确测量类似太阳的恒星在生命晚期质量损失的速度，因此地球的最终命运仍存在不确定性。研究团队参考了红巨星 L2 Pup 的真实质量损失数据，发现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”。

尽管如此，对人类而言，这项发现更多是学术上的安慰。大多数科学家认为，太阳亮度和温度的不断升高将在大约 10 亿年后蒸发地球海洋，使地球变得不适宜居住，这远早于太阳膨胀成红巨星的阶段。

尽管人类届时可能已不复存在，但研究地球最终是否能幸存，对于理解行星系统如何随恒星演化而变化具有重要意义。研究人员表示，随着对类似太阳的濒死恒星观测数据的增加，该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。这项研究已于今年 6 月发表在《Astronomy & Astrophysics》期刊上。