太陽的結局正在1.2萬光年外上演,科學家:我們看到了地球的未來

2023-05-07     魅力科學君

原標題:太陽的結局正在1.2萬光年外上演,科學家:我們看到了地球的未來

宇宙中的那些恆星並不會永恆地閃耀,太陽當然也不例外,在大約50億年之後,太陽核心反應區的「燃料」就會消耗殆盡,到那個時候,太陽會演化成一顆龐大的紅巨星,在此之後,這顆紅巨星將會不斷地失去其外層的物質,這些物質會逐漸演化成一片壯觀的行星狀星雲,而其殘留的緻密核心則會演化成一顆白矮星。

根據科學家的估算,當太陽演化成紅巨星的時候,它的半徑將暴漲到現在的200多倍,其表面甚至會擴張地球的公轉軌道,而這也就意味著一個暗淡的未來:屆時地球、以及比地球更接近太陽的金星和水星,都將被這顆紅巨星吞噬。

可能有人會認為,這種說法應該只是隨便猜測的,畢竟50億年後會發生什麼,現在的我們誰也不知道,但實際情況卻並非如此。要知道可觀測宇宙中存在著多得難以計數的恆星,在這個超大的「恆星博物館」中,「陳列」著各式各樣的恆星在不同的演化階段的樣子,只要我們觀察的範圍足夠大、觀察的樣本足夠多,就能夠從中找到像太陽這種恆星的結局。

根據一項發表在《自然》雜誌上的新研究,太陽的結局,正在1.2萬光年外上演,科學家表示,在這項研究中,我們看到了地球的未來。

此項研究來自麻省理工學院的一個研究團隊,該團隊致力於利用帕洛瑪天文台的光學巡天望遠鏡,探測天空中快速變亮或變暗的天體,在研究工作中,研究人員發現在天鷹座方向,距離地球大約1.2萬光年的位置上,有一顆恆星的亮度在可見光波段出現了突然增強的跡象。

這顆恆星被命名為「ZTF SLRN-2020」,它是一顆紅巨星,其質量範圍在太陽的0.8倍至1.5倍之間,也就是說,在很久很久之前,這顆恆星是一顆與太陽類似的恆星,只不過現在的它已經步入了「老年期」,正在上演太陽在50億年後的結局。

剛開始的時候,研究人員認為「ZTF SLRN-2020」的突然變亮應該是一種被稱為「紅新星」的現象,所謂「紅新星」是一種恆星爆發現象,通常被認為是由兩顆恆星合併而引發的,但這一假設後來被否定了。

因為在進一步的研究中,研究人員發現「ZTF SLRN-2020」此次爆發的亮度峰值只增加了大約100倍,這遠低於雙星合併時的亮度變化,而基於紅外線的觀測結果表明,早在發現這顆恆星的可見光亮度上升前的9個月,它在紅外波段就開始逐漸變亮,而在可見光消退之後,其紅外線亮度仍然長時間地維持在高於正常值的範圍,以至於直到現在仍然比其正常值更亮。

除此之外,來自凱克天文台的光譜分析結果也表明,在這顆恆星的爆發區域中釋放出了大量的重元素(指比氫和氦更重的元素),而不是恆星合併時所應該產生的超熱的氫和氦。

在結合了所有的線索之外,科學家得出的結論是,「ZTF SLRN-2020」此次爆發的原因,其實是它吞噬了一顆原本在圍繞著它公轉的行星,其過程可以簡單地描述為:

「ZTF SLRN-2020」隨著年齡的增長不斷膨脹,其表面與這顆最終被吞噬掉的行星越來越近,在高溫的炙烤下,行星的物質不斷蒸發,與此同時,行星的引力又將一部分恆星表面的物質「撕」下來,這些被蒸發的物質以及恆星表面被「撕」下來的物質會被恆星風向外驅離,進而在恆星附近形成了一種塵埃雲,而「ZTF SLRN-2020」持久的紅外亮度,就是塵埃雲在冷卻過程中釋放出來的。

至於「ZTF SLRN-2020」在可見光波段爆發,則是因為隨著「ZTF SLRN-2020」的持續膨脹,行星開始與恆星最外層的物質發生接觸並與其發生摩擦,這將使行星的公轉速度不斷降低,其運行軌道高度也會不斷下降,隨著時間的推移,行星的高度也越來越低,當達到一定程度時,它就會一頭墜入恆星之中,進而在恆星表面引發了強烈的耀斑,並在短時間內釋放出了大量的可見光。

科學家指出,這是我們首次完整地觀測到一顆「垂死」的恆星吞噬行星的過程。可以想像的是,在50億年後,太陽也將迎來自己的結局,而到了那個時候,地球也將像這樣被吞噬,正是因為如此,科學家才會說,我們看到了地球的未來。

當然了,這只是基於自然演化的結果,並沒有考慮人類的干預,或許我們可以樂觀地認為,如果在50億年後地球上仍然有人類,那屆時人類的科技水平就應該比現在的我們先進得多,以他們的能力,應該可以輕鬆應對來自太陽的威脅。

參考資料:An infrared transient from a star engulfing a planet, Nature volume 617, pages 55–60 (2023),

doi.org/10.1038/s41586-023-05842-x

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh/618bfaf4b2d4aa9e1dd2ca7a9bbf9e43.html