近50万恒星实锤!红巨星狂吞近轨行星,50亿年后太阳要吞地球?

Komentari · 70 Pogledi

华威大学和伦敦大学学院的天文学家,最近解锁了一个宇宙大瓜。他们分析了近50万颗恒星的观测数据,首次找到了演化恒星吞噬近轨

  华威大学和伦敦大学学院的天文学家,最近解锁了一个宇宙大瓜。

  他们分析了近50万颗恒星的观测数据,首次找到了演化恒星吞噬近轨道行星的直接证据。

  这项研究在11月8日发表后,直接刷新了人类对行星系统命运的认知。

  以前天文学家就猜过红巨星会吞掉身边的行星,但一直没足够多的数据支撑。

  这次研究团队下了血本,样本覆盖了从主序晚期到红巨星早期的大量恒星,数据来源也很硬核。

  欧洲空间局的盖亚卫星提供了恒星的位置、亮度和运动信息,它甚至还靠恒星摆动现象,新发现了盖亚-4b这样的系外行星。

  地面上的APOGEE和GALAH光谱巡天项目,则补充了恒星的化学成分和物理参数。

  研究结果挺颠覆的,演化到红巨星阶段的恒星,周围的近轨道行星数量少得可怜。

  整个样本里,研究人员只捕捉到130颗行星及候选者,其中33颗是之前没发现过的。

  红巨星拥有近轨道巨行星的概率低到离谱,和稳定的主序星比差了不少。

  研究团队还排除了观测偏差的影响,说白了,这些行星就是真的消失了。

  潮汐力:恒星吞噬行星的“隐形推手”

  这些消失的行星到底去哪了?答案藏在恒星和行星的引力互动里。

  这种互动被称为潮汐相互作用,说穿了就是一场宇宙版的“引力拔河”。

  类太阳恒星在主序阶段会稳定燃烧氢燃料,行星轨道也跟着安稳。

  等核心氢燃料烧完,恒星核心收缩,外层就开始疯狂膨胀。

  太阳未来也会这样,半径可能会比现在大几十倍甚至上百倍。

  恒星一膨胀,和行星的距离就近了,潮汐力的作用瞬间放大。

  行星对恒星表面的引力会拉出潮汐隆起,但恒星自转速度比近轨道行星的公转速度慢,这个隆起就会滞后于行星位置。

  这种滞后产生的拖曳力,会一点点削弱行星的轨道能量。

  行星就像陷入了宇宙流沙,只能慢慢向内迁移,最后要么被恒星撕裂,要么直接坠入恒星。

  影响这个过程快慢的因素还挺多,行星质量越大,对恒星的潮汐作用越强,轨道衰减就越快。

  轨道距离越近,潮汐效应越明显,有些行星几百万年就会被吞噬。

  红巨星的对流外包层结构,对潮汐耗散特别敏感,也会加速这个过程。

  我觉得最有意思的是,研究发现行星消失主要发生在恒星刚离开主序带的时候,这和潮汐演化理论的预测完全对上了。

  太阳系命运分野:内行星危局与外卫星机遇

  把这个机制套到太阳系上,我们熟悉的行星未来都要面临大考。

  太阳现在大概45.7亿岁,处于主序星的中年期,还有50亿年左右才会变成红巨星。

  但这并不意味着我们有足够的时间准备,水星和金星因为轨道太近,几乎肯定会被膨胀的太阳吞噬。

  地球的命运就有点纠结了,一方面,太阳变成红巨星时会损失不少质量,大概是现在质量的三成到五成,这会让行星轨道向外扩张。

  另一方面,潮汐力又会把地球往太阳方向拉。

  这两种力量的较量,将决定地球是否会被吞噬。

  本来觉得地球就算没被吞,也能撑到太阳变成红巨星。

  后来发现我想多了,地球的宜居性消失得更早。

  大概10亿年后,太阳亮度会大幅增加,地球表面温度会升到无法承受的程度。

  海洋会蒸发,水汽进入平流层后被紫外线分解,氢原子会逃逸到太空。

  到那时候,地球就彻底变成一颗荒芜的星球。

  不过宇宙总是在“关闭一扇门”的同时,可能会“打开一扇窗”。

  随着太阳膨胀,太阳系的宜居带会向外移动,大概会到木星轨道附近。

  木星的卫星木卫二,表面覆盖着厚厚的冰层,冰层下已经被证实存在液态水海洋。

  土卫二也一样,不仅有全球性液态水海洋,南极还会喷射水汽羽流,最近甚至在北极发现了热流。

  这些卫星说不定会在太阳膨胀后,迎来适合生命存在的条件。

  毫无疑问,这项研究让我们看清了恒星和行星的“生死法则”。

  它不仅证实了流传已久的理论,还为人类探索系外行星提供了新的视角。

  以前系外行星研究大多盯着主序星,现在演化恒星周围的行星也成了重点。

  未来,詹姆斯?韦伯空间望远镜、欧洲极大望远镜这些设备,会帮我们看到更多细节。

  它们能探测到更小质量的行星,甚至分析行星的大气成分。

  说不定再过几年,我们就能更精准地预判地球的最终命运。

  看着这些研究数据,会让人觉得宇宙既残酷又神奇。

  恒星演化的自然规律无法逆转,但它也可能催生新的宜居环境。

  这项研究不仅让我们更了解宇宙,也让人类对自身在宇宙中的位置,有了更深刻的思考。

  

  编辑:陈方

  

  一审:李慧

  二审:汤世明

  三审:王超

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