研究称地球毁灭后有望“转世重生”

2011-9-21 08:43 来源: 科学时报
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科学家勾勒地球末日景象

  行星状星云中央的白矮星可能伴随着一颗由死亡恒星的原始行星残骸形成的第二代行星。

  本报讯(记者赵路)尽管地球不会像一些灾难预言家所说的那样在2012年12月21日毁灭,但有一点是肯定的:地球不会永远存在。在日前于美国怀俄明州杰克逊湖市召开的极端恒星系统第二次会议上,那些研究行星系统诞生与进化的天文学家正在着手解决包括地球在内的行星最终命运的终极问题。研究人员认为,虽然地球自身的未来并不太光明,但我们这颗星球很有可能会转化成一个新的世界。

  在生命的最终阶段,那些比太阳大得多的大质量恒星会像超新星一样爆发,并在此过程中将它们的行星抛向深空。最近,一些研究人员甚至声称已经发现了这样的流浪行星。但是当内部的核燃料耗尽时,像太阳这样的恒星会膨胀为红巨星。在这种情况下,从现在开始的50亿年中,太阳将吞没自己的内行星——水星和金星。

  根据西班牙马德里自治大学理论物理学家Eva Villaver的观点,目前还不清楚地球是否会在这一过程中幸存下来。她说:“这是一个棘手的问题。”如果太阳在太空中丧失了大部分外层结构,那么地球最终将处于一个更宽阔、更安全的轨道上。但是这一结果可能会被来自太阳的潮汐效应所抵消,这或多或少与月球的潮汐作用类似,并将把地球向内拉,因此我们的行星很可能被太阳所吞噬。Villaver表示:“我们不知道哪种效应会更强。”

  而结果则更难预料,这是因为行星会在这一过程中影响太阳的进化。Villaver指出,吞噬金星以及潮汐与地球的交互作用将向太阳的外层转储能量。这种能量的激增将导致太阳向太空喷发出更多物质,加重它的色彩,扩大气态壳,天文学家将其称为行星状星云。

  尽管这将有助于地球在太阳的红巨星阶段幸存下来,但行星最终的命运仍然是未知的。根据英国考文垂市沃里克大学的天体物理学家Boris Gansicke的观点,我们的行星可能与火星发生碰撞,进而粉碎成为数万亿颗石质小行星。抑或来自肿胀的太阳的潮汐效应将把地球撕裂,最终达到与前者相同的结果。在太阳垂死挣扎的稍后阶段,当它收缩成一颗致密的白矮星时,一部分石质天体将雨点般坠入白矮星炙热的大气层。事实上,类似的情况曾发生在距离太阳系仅仅50光年的地方。

  在此次会议上,Gansicke提出,观测显示,白矮星似乎曾被行星残骸所污染。一些白矮星的周围还显示出了岩石残骸盘的痕迹。美国西雅图市华盛顿大学的天文学家Eric Agol指出,尽管这些盘的质量尚不清楚,“但我们不能排除在这些盘中或许能够产生第二代行星”。

  英国莱斯特大学的天文学家Jay Farihi表示:“对这些尘埃残骸进行研究,无论是在白矮星的外层还是周围的盘,将告诉我们曾围绕恒星运转的岩石行星的构成情况。”Gansicke强调,一颗名为GD61的白矮星大气中含有过多的氧,这可能是由其捕获的富含水的小行星所产生的。这些含水的岩石或许是一颗像地球一样破碎的行星的残骸。

  其间,Agol相信,地球般大小的行星最终可能会靠近一颗白矮星,在这里它们可在几十亿年里拥有适合居住的温度。他说:“这可能是第二代行星,或是在恒星的红巨星阶段幸存下来的像木星一样的巨行星的核心。”此外,新的行星可能形成于破碎行星的残骸,导致了各种形式的重生。“我们真的不知道”。

  Agol表示,天文学家和爱好者已经开始对数以千计的白矮星展开观测,旨在寻找这种行星的证据。但是预测这些行星是如何形成的会很困难,他说:“寻找它们则简单得多。”