地球的毀滅與再生
胡德良 譯
美國懷俄明州杰克遜湖消息——世界不會像兇事預(yù)言者預(yù)測的那樣，2012年12月21日不會是世界的末日。然而，有一點(diǎn)是肯定的：地球不會永遠(yuǎn)呆在這里！在這里參加“極端恒星系統(tǒng)”第二次會議的天文學(xué)家們研究了行星系統(tǒng)的誕生和演化情況，而且正在著手解決類地行星的最終命運(yùn)問題。盡管地球本身的未來并不光明，但是我們這顆行星好像可以作為一顆新的星球獲得再生。
比太陽大得多的巨型恒星在壽命結(jié)束的時候發(fā)生爆炸，成為超新星，在這個過程中把絕大多數(shù)行星推向太空深處。最近，一些研究人員聲稱發(fā)現(xiàn)了這樣的流浪行星。但是，像太陽這樣的恒星，當(dāng)核心的核燃料耗盡時，就會發(fā)生膨脹，成為脹大的紅巨星。因此，大約在50億年之后，太陽將會吞沒近圍的行星——水星和金星。
那么，地球是否可以經(jīng)過太陽的紅巨星階段而幸存下來呢？根據(jù)馬德里自治大學(xué)理論物理學(xué)家伊娃·維拉沃爾的研究，這個問題尚不清楚。“這是一個復(fù)雜的問題，”她說。如果太陽外層的大部分物質(zhì)逃逸到太空中，那么地球?qū)⒃谝粭l更加寬闊、更加安全的軌道上運(yùn)行。但是，來自太陽的潮汐效應(yīng)可能會把這種安全性抵消。太陽的潮汐效應(yīng)或多或少類似于月球產(chǎn)生的潮汐現(xiàn)象，會吸引地球向內(nèi)移動，所以地球也可能會被太陽吞沒。“我們不知道哪一種作用最強(qiáng)大，”維拉沃爾說。
在這個階段，由于行星將會影響太陽的演化，地球的命運(yùn)就更加難以預(yù)測了。維拉沃爾稱，吞沒金星以及跟地球間的潮汐作用將會把能量聚集在太陽的外層。能量的激增可能會使太陽把更多的物質(zhì)噴向太空，送入色彩斑斕的、正在膨脹的氣體外圍之中。天文學(xué)家們將這種膨脹的氣團(tuán)稱為行星狀星云。
即使這樣有助于地球度過太陽的紅巨星階段，但它的最終命運(yùn)仍然未卜。英國華威大學(xué)的天體物理學(xué)家鮑里斯·剛西克稱，我們的地球可能會跟火星撞擊，粉碎后成為億萬塊巖石小行星；或者，正在膨脹的太陽產(chǎn)生的潮汐作用會把地球撕裂，結(jié)果沒有什么兩樣。在垂死掙扎的后期，太陽會收縮成為高密度的白矮星，這時部分巖石物質(zhì)可能會降落到白矮星熾熱的大氣中。的確，就在50光年之外的一個恒星系統(tǒng)中，可能發(fā)生過類似的情況。
在今天的會議上，剛西克提交了白矮星觀測資料。這些白矮星好像受到了行星殘余物的污染，而且有證據(jù)顯示某些白矮星周圍帶有巖石碎塊構(gòu)成的圓盤。華盛頓大學(xué)的天文學(xué)家埃里克·阿戈?duì)栒f：“雖然還不知道這些圓盤的質(zhì)量是多少，但是不排除通過這些圓盤形成第二代巖石行星的可能性。”
“研究這種塵埃碎塊，不管是處于白矮星外圍的還是處于圓盤中的，都能夠使我們更多地了解一度環(huán)繞該恒星的巖石行星的組分，”英國萊斯特大學(xué)的天文學(xué)家杰伊·法里希說。剛西克指出：一顆叫做GD61的白矮星，大氣中含有大量的氧，這里的氧很可能是由于俘獲了富含水的小行星之后產(chǎn)生的，而這些含水巖石又有可能是類地行星粉碎之后的殘余物。
同時，阿戈?duì)栒J(rèn)為，大小相當(dāng)于地球的行星最終可能距離白矮星較近，因此可能會在幾十億年里一直擁有適合居住的溫度。“這些行星可能是第二代行星，或者也可能是經(jīng)歷紅巨星階段而幸存下來的類木巨星的核心，”他說，“另外一種情況是，新行星可能會形成于被摧毀星球的碎塊，這樣勉強(qiáng)稱得上是‘復(fù)活’。我們不知道會是哪一種情況。”
阿戈?duì)栒f，為了搜尋這種行星的跡象，職業(yè)天文學(xué)家們和業(yè)余天文愛好者們已經(jīng)開始行動了，他們正在審視成千上萬顆白矮星。“很難預(yù)測這些行星是如何形成的，”他說，“但是尋找這樣的行星要容易得多。”
譯自：美國《科學(xué)》雜志網(wǎng)站（16 September 2011, 5:00 PM）
