星象预示我们的末日

探索

西我们几乎知道这一切会如何结束——“这”指的是生命开始享受在地球上生存的时光。地球开始享受生存的乐趣。事情是这样的：从现在起 50 亿年后。太阳变得越来越不稳定，核心中的氢燃料耗尽。最终，核心在自身重量下坍缩，由于所有质量挤压在一起而升温，并转而燃烧另一种气体氦。它的外层开始急剧膨胀，蒸发，然后吞噬最内层的两颗行星，水星和金星地球可能会被推到更宽的轨道，或者像金星和水星一样走向毁灭。

这并不是你想象的那么严重，因为地球上的生命在数十亿年前就已经终结了。太阳的缓慢变亮引发了温室效应，使地球温度升高到不适合生命生存的程度我们知道（我们可以展望大约 10 亿年后的未来）。

欣赏我们的星球所占据的特殊地位。

天文学家现在正将目光投向外，以写出一个引人入胜的故事，讲述接下来会发生什么。这一场景可以成为一部史诗科幻故事的吸引人的背景：几亿年来，主序星变成红巨星产生的热量增加，将木星和土星的冰冷卫星变成了岛屿天堂。其中最大的几个——包括木卫三、木卫四和欧罗巴绕木星运行；并且泰坦围绕土星运行的恒星——将融化成海洋覆盖的卫星，景色令人惊叹。这是太阳系真正的鼎盛时期，届时它将拥有更多适合居住的地方在“宜居带”内比其他任何时期都要多。如果人类还存在，那将是一段辉煌的时期——至少在一段时间内。

当然，没有什么最终会持续下去。太阳核心的氦燃料耗尽，无法跳跃到新的燃料源，再次坍缩。外层蓬松的层被巨大的风吹散，消失在星际空间中。任何从远处观察的人都会看到一幅美丽的画面：密集的行星状星云，其质量超过太阳质量的 40%。行星的轨道重力减弱后，太阳会伸展开来，几乎扩大一倍。我们的红巨星变成白矮星的太阳，没有内部热源，很快就会开始冷却，只会变得越来越冷、越来越暗。海洋覆盖的天堂卫星很快就会再次结冰。

在身体形象中 — **饥饿的星星：** 天文学家已经看到恒星在膨胀过程中吞噬行星的迹象。模拟表明，这将是水星和金星，甚至地球的命运。 *由 Noirlab 提供。*

这小行星的轨道行星轨道的改变会使彗星变得不稳定。许多彗星最终会以更大的轨道运行，靠近白矮星太阳，并被其引力撕裂。岩石和冰屑可能会间歇性地缓慢滴落到不断冷却的白矮星太阳上，直到遥远的未来。

这听起来像是一个反乌托邦的幻想，但它得到了观察和建模的有力支持。20^日世纪天文学家弄清楚了恒星是如何演化的，现在我们对太阳未来如何演化为红巨星，然后是白矮星有了清晰的认识。

过去几十年的一个惊人发现是，相当一部分白矮星受到了“污染”。白矮星要么以氢为主，要么以氦为主，无论是哪种情况，任何较重的元素都会在几天到几个月内从其大气层中沉淀出来，这在宇宙中只是一眨眼的功夫。我们在白矮星的大气层中观察到重元素这一事实意味着它们是最近从坠落到其表面的物体中产生的污染。但哪些是呢？

在一些受污染的白矮星中观察到的这些较重元素的丰度模式与陨石非常接近，这提供了间接证据，表明小行星，甚至岩石行星，也可能是在它们的中心恒星周围形成的，并最终被其吞噬。新的动力学学习研究展示了当恒星演变成白矮星时，巨行星的轨道会发生变化，并在数十亿年的时间里将岩石（有时甚至是冰）物质弹射到白矮星上。

如果人类仍然存在，那将是一段辉煌的时代。

到目前为止，气态巨行星是谜团中缺失的一大块。但在最近的一项研究中纸，出版于 天体物理学杂志快报马里兰州太空望远镜科学研究所的天文学家苏珊·穆拉利和同事利用詹姆斯·韦伯太空望远镜在两个不同的系统中发现了与巨行星一致的明亮物体，它们围绕着被污染的白矮星运行。

但是，通过考虑恒星演化早期阶段的质量损失量，第一颗行星候选者围绕其主恒星的轨道大小将与木星围绕太阳的轨道大小几乎相同。另一颗行星候选者一开始的轨道大小与土星非常接近。这些行星是否可能与木星和土星类似，被投射到后世界末日的未来，那时内行星已被太阳吞噬，而我们的太阳系是一片几乎被遗忘的冰冻荒原？

目前还不完全清楚这些物体是否真的是气态巨行星；有一个非常小的可能性，即其中一个或两个可能是背景物体（例如星系），恰好排列在天空中非常靠近白矮星的位置。

但这些系统灭亡的故事可能与我们太阳系的未来相呼应。这两颗白矮星的质量比我们的太阳略大，这意味着它们进化得更快。它们各自可能形成了一个丰富的行星系统，其中至少有一颗气态巨星以及大量小行星，也可能有岩石行星。中心恒星进化成红巨星，然后喷出宇宙尘埃和气体，导致它们的行星系统膨胀并留下一颗白矮星。小行星或彗星（甚至岩石行星）肯定会被巨行星的引力抛来抛去；有些可能被撕成碎片，被拉进现已被污染的白矮星中。

在未来几年，这些行星毁灭故事中缺失的部分将会被填补。白矮星污染是否通常由气态巨行星驱动，或者质量较低的行星（如海王星，它们更常见于系外行星）是否也发挥同样重要的作用，还有待观察。了解污染类型（岩石、冰或其他）与围绕特定白矮星运行的行星系统的性质之间是否存在任何关联也将非常有用。詹姆斯韦伯太空望远镜已经为我们理解这些戏剧性历史翻开了重要的一页，凭借其前所未有的成像能力，它可能会翻开更多篇章。

如此一瞥宇宙墓地，有助于我们认识到我们的星球在空间和时间上占据着多么特殊的地位。就像人类一样，行星系统诞生、演化——然后消亡。这提醒我们，现在正是充分利用太阳系历史中这一辉煌但有限的篇章的最佳时机。