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再过大约50亿年,我们的太阳就会进入到演化末期,变成一颗红巨星。它的内核会逐渐收缩,变成一颗白矮星,同时外壳会迅速膨胀,直径达到差不多2亿公里。

地球或将真的被太阳毁灭,130光年外的4颗白矮星,预示了未来

地球和太阳的距离大约是1.5亿公里,届时地球轨道一定会被太阳吞噬。因此,地球很可能会面临一场前所未有的危机。如果地球就留在这个位置上,那么它一定会被太阳吞噬,化为灰烬。当然,科学家们也有一个相对乐观一点的预期,那就是强大的太阳风会将地球推到更远的位置上,让地球免遭被吞噬的命运。

究竟哪一种情况会真实上演,科学家们争论不已。想要找到答案,不需要等到50亿年后,只要我们在宇宙中找到经历了相同情况的天体,就能够推测出地球未来的命运。

最近,天文学家们利用欧洲航天局的盖亚卫星对四颗白矮星的大气层进行了观测和分析,找到了可能的答案。这些白矮星,就是太阳未来的归宿,它们就像是太阳系未来命运的预演,被我们观测。

地球或将真的被太阳毁灭,130光年外的4颗白矮星,预示了未来

通常来说,白矮星会被一层炽热的氢和氦包裹起来,而在这四颗白矮星大气中,科学家们竟然发现了大量的锂、钠和钾。这些元素通常在行星的地壳中比较常见,而理论上白矮星基本是完全由碳和氧构成的。这样的检测结果令科学家们非常兴奋,这正是他们想要看到的结果。

英国华威大学的天体物理学家Mark Hollands是本次研究的领导者,他指出:这些地壳中常见的金属出现在白矮星上,意味着它们在死亡之前很可能像我们的太阳系一样,有岩石行星围绕自己公转。随着它们进入到演化末期,走向死亡,它们也将自己的系统撕成了碎片,甚至吞噬了其中的残骸。

我们知道,小到8%太阳质量、大到8倍太阳质量的恒星,最终的宿命都是白矮星。它们会在坍缩过程中将核心的全部质量压缩在一颗可能比地球还小的空间内,这就是白矮星。因此,白矮星的密度非常惊人,附近区域受到的引力也非常恐怖。

在刚形成的时候,白矮星的温度非常高,表面甚至可能超过10000℃。从此,它就会开始极其漫长的降温过程。随着白矮星的降温,它所释放的电磁波波长也会有所变化。通过对不同波长的观测和分析,科学家们就能够了解白矮星的大气中有哪些元素。

一般来说,白矮星周围都会有一层比较薄的大气层,其主要成分就是氢和氦。不过,如果白矮星周围有其他物质,也是有可能被吸附到白矮星上的,比如去年科学家发现过一颗大气层里几乎充满了氧气的白矮星。同时,如果白矮星周围有一颗破碎了的行星,那么这些碎片也可能被白矮星吸走。只要检测不同元素发出的不同波长的光,科学家就能够发现它们。

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在本次研究中,Hollands的团队就是利用这个方法,寻找白矮星上是否有行星残骸的证据。

为了找到这个证据,他们从欧洲航天局盖亚卫星所获得的1000多颗白矮星的相关数据,对其中四颗距离地球130光年以内的白矮星进行了研究。这几颗白矮星的年龄都在50-100亿年之间,这段时间足够它们大幅降温,以便科学家们通过光谱来对它们大气中的元素进行探测。

在这四颗白矮星上,研究人员都发现了锂以及其他金属元素的存在,这些都非常符合他们的预期,正如Hollands所说,这些白矮星大气中的成分“与地球大陆地壳的成分完美匹配”。

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这些线索都告诉我们:曾经围绕它公转的行星已经被它无情地撕碎、吞噬。根据推测,这些行星应该是在此前的恒星膨胀为红巨星,并且将外壳完全抛射到太空中之后才坠入白矮星的。并且,根据研究人员的推测,它们是在大约200万年前坠入白矮星的,其地壳物质汽化后与白矮星大气相融合,成为了我们今天观测到的模样。

这样的场景,未来就极有可能在太阳系上演。当太阳进入到演化末期,进入红巨星或者白矮星阶段时,内侧的四颗岩石行星将会面临生死的考验。

Hollands向我们描述说:“随着红巨星阶段落下帷幕,太阳将会变成一颗白矮星。由于太阳变成白矮星后质量只有原来的一半,行星也更为遥远,它们的轨道也将因此变得更为混乱。”

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在这种混沌的状态下,行星之间相互碰撞的概率也会大幅提升。如果是地球这样的岩石行星之间发生碰撞,那它们将会被炸成碎片,分散在太空之中。其中一部分会在木星的引力作用下甩出太阳系,但也有一部分会坠落在太阳形成的白矮星上。

从这四颗白矮星身上,Hollands等人似乎看到了太阳系的未来。但是,我们也不能完全肯定,地球到底会走到哪里。

正如开篇所说的,地球可能在太阳膨胀为红巨星的时候就被吞噬了,同样参与了这一次研究的华威大学Boris Gaensicke教授也提出了这种可能。不过,按照本次研究的结果,即使地球没有被吞噬,也很可能以行星碰撞的结局收尾,看起来也没比被红巨星吞噬好到哪里去。

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因此,如果未来的地球想要摆脱这样的厄运,只有像电影里说的那样流浪到其他恒星周围去定居。而且,不需要等到50亿年后,大约再过10亿年,太阳就会变得极其炎热,地球将会被炙烤到100℃以上,成为炼狱。因此,人类需要在10亿年内逃离太阳系。当然了,对于几亿年后的人类来说,这样的科技应该也不算困难了——当然,前提是那时候还有人类。

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