技术:当太阳死去，地球能否逃生？

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资料来源:全球科学

在《流浪的地球》中，太阳开始死亡倒计时，地球和人类面临灭绝的灾害，开始了逃离太阳系的计划。 那么，现实世界的太阳死的时候，我们的地球真的能平安逃脱吗？

天文学家已经在超新星残骸中子星周围发现了行星，在类太阳恒星尸体白矮星周围发现了小行星崩溃产生的尘盘，并发现了流产的恒星褐色矮星周围形成了新行星的证据。 在这些本来被认为行星是不可存在的严酷环境中找到行星，不仅表明行星的形成过程比过去想象的要顽强，而且有含蓄，太阳死的时候，我们的地球还有一线生命力。

天空中最悲惨的角色不能超过白矮星( white dwarf )。 不服从普通恒星的质量-亮度关系:尽管质量与太阳相似，白矮星是所有恒星中最暗、最没有光、最暗的。 天文学家们认为连恒星都不是。 充其量只是恒星的“尸体”。 每颗白色矮星曾经像我们的太阳一样，发出同样明亮的光。 但之后燃料耗尽，进入了愤怒的死亡阵痛阶段。 直径膨胀了100倍，亮度增加了10，000倍，外壳层被抛出，只留下了地球大小的发光残骸。 在剩下无限的岁月里，它没有生气，慢慢变暗，变得漆黑。

但是这个故事还不悲惨，现实情况更糟。 我们和同事已经在银河系发现了十多个特殊的白色矮星，它们周围围绕着小行星、彗星甚至行星。 简直是整个太阳系“墓地”的复制品。 这些恒星还活着的时候，每天在这些小天体的天空升起，输送光和热，加热土壤，吹微风。 但是，这些恒星一死，就会蒸发、吞没、焚烧，只剩下住在偏远寒冷地区的天体。 随着时间的推移，白矮星还会撕碎和摧毁多个“幸存者”。 这些充满苦难的行星系统为我们提供了一个机会，列出50亿年后太阳死亡时我们太阳系所经历的悲惨命运。

天文学家过去怀疑行星可能存在于太阳以外的其他恒星周围。 但我以为我们会在与太阳非常相似的恒星周围找到与太阳系非常相似的行星系统。 但是，从15年前的相关发现中大量出现，情况很快就明确了:太阳系外行星系统可以与太阳系完全不同。 第一个例子是恒星( sunlike star )飞马座51，如行星质量大于木星的太阳，但主星和行星之间的间隔小于水星的公转轨道半径。 随着天文仪器越来越灵敏，天文学家发现了更奇怪的例子。 像太阳这样的恒星hd 40307有三个行星，质量在地球的4~10倍之间，都以水星轨道半径的一半以下的距离以主星为中心旋转。 像太阳这样的恒星巨蟹座55a至少有5个行星，质量在地球的10~1，000倍之间，轨道半径最短不到水星轨道的1/10，最长相当于木星轨道。 即使是科幻小说中设想的行星系统，也没有那么丰富多彩。

白色矮星系统表明，行星系统的主星也不一定像太阳。 但是也是徒劳，也是徒劳，也是徒劳，也是徒劳，也是徒劳，也是徒劳，也是徒劳，也是徒劳，也是徒劳，在太阳系里已经一无是处了。

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但是在超超超超一般的宇宙空间，但是，残留着重力，在恒星上，在，在行星的温暖，在旋转物质的盘状。 没用，没用，没用，没用，没用，没用。

这些偏差是因为以该脉冲星为中心旋转的行星引起了微小的周期性摆动，改变了电波脉冲到达地球所需的传递距离而产生的。 观测天文学家彻底探索了其他脉冲星，但迄今为止还没有发现一个类似的行星系统。 另一个脉冲星psr b1620-26至少有一个行星，但以脉冲星为中心旋转的轨道半径极短，因此天文学家认为它不是在落下物质的盘子里形成的，而是从另一颗恒星通过重力捕获的。

但是，美国国家航空航天局( nasa )的斯皮策太空望远镜( spitzer space telescope )在2006年发现中子星4u 0142+61意外地发射了红外线。 这种红外线辐射可能来自这颗中子星的磁性层，或者来自以此为中心旋转的星盘。 这颗中子星形成于约10万年前的超新星爆炸，行星的集合成形一般需要100万年左右。 因为如果这个红外线确实是物质盘存在的信号，总有一天会变成像psr 1257+12那样的行星系统。

小行星甜点

多个白色矮星也有物质盘，但情况略有不同。 这些磁盘表不仅显示了它们有能力形成这些天体，而且还显示了实际的天体围绕白色矮星旋转。 和中子星4u 0142+61一样，线索是意想不到的红外线辐射。 第一条线索可以追溯到1987年，位于当时nasa地面天文台之一的夏威夷莫纳克山顶的红外望远镜发现，来自白矮星g29-38的红外线亮度超过了预期。 与过剩红外线光谱对应的物体温度为1，1200 k，远远低于白色矮星的表面温度12，000 k。

天文学家最初认为这颗白色矮星一定有温度较低的伴星。 但是，在1990年，说明了红外辐射的一些变化与白矮星本身的亮度变化一致，证明了这种辐射是白矮星的星光反射或“再加工”的结果。 最可靠的解释是，红外辐射来自这个被白矮星加热的星盘。

这颗白矮星还有一个特征。 它的最外层含有钙和铁等重元素。 这是非常奇怪的。 白矮星表面附近的重力场非常强，足以使这些元素沉入白矮星内部。 2因为在美国2 (美国)( [t][t] )所以(没用)(没用)(没用) (没用)

稻田这些包含在太阳系的尘埃中，与凯不同，与太阳系、尘非常相似。 也是这种元素的分布与太阳系的小行星和岩质行星一致。 这些观测事实都支持这些尘埃盘由细分的小行星构成的结论。

白矮星周围的这些尘盘比新星恒星周围产生行星的星盘小得多。 根据来自尘埃盘的红外线放射评价，盘的直径约为0.01天文单位，所含物质的质量也相当于直径30公里的小行星。 这个事实与可能源于小行星崩溃的理论一致。 这些尘埃盘不是新行星潜在孕育的地方，而是行星物质在恒星死亡过程中可以生存下来的证据。 根据理论计算，如果小行星和准行星的轨道半径大于1天文单位，就可以避免这场大灾难。 我们太阳死的时候，火星应该可以夺走余生，但地球的命运很难说。

为了研究行星系统的不同部分如何能在恒星死亡的大灾难中“生存”，斯皮策望远镜在两年前观测到了白矮星wd 2226-210。 这颗白色矮星非常年轻，死亡前太阳般的恒星外壳层至今仍清晰可见。 这些释放的物质构成了最有名的行星状星云之一螺旋星云( helix nebula )。

观测结果表明，wd 2226-210提供了刚刚失去的一环，连接了太阳这样的恒星和g29-38这样的老年白色矮星。 尘盘在离这颗白色矮星100天文单位远的地方旋转。 这个尺度和我们的太阳系差不多。 这个盘的延伸范围比其他白矮星周围的尘碟大得多——实际上它的半径太大，所以不是由白矮星引力粉碎的小行星构成的。 因此，这个盘一定是由小行星和彗星碰撞时放出的灰尘构成的。 同样的残骸盘也存在于太阳和其他种类的太阳恒星周围。

这一发现表明，像太阳这样的恒星死亡时，远处的小行星和彗星幸存下来。 如果小行星和彗星幸存下来，生命力不差的行星也应该生存下来。 随着wd 2262-210逐渐冷却，照亮它发出的尘埃的光越来越少，远处的小行星和彗星带被隐藏在黑暗中，我们再也看不到了。 但是，偶尔，其中的小行星(或彗星)在足够接近白色矮星的地方徘徊，被它的引力撕裂，形成我们在年老的白色矮星周围看到的灰尘盘子。

流产星

第三类有行星，与太阳完全不同的恒星是褐色矮星( brown dwarf )。 名字相似，但褐色矮星和白矮星完全不同。 褐色矮星不是恒星“尸体”，而是“发育不良”的恒星。 它们的形成过程与恒星相同，但“生长发育”受到阻碍，质量不足太阳的8%。 只要超过这个质量的下限，恒星的中心就足够热，足够致密，可以点燃可持续的核聚变。 因此，褐色矮星无法维持核聚变，只能通过弱红外线辐射释放它们形成过程中积累的热量(或初期暂时核聚变产生的能量)。 在过去的15年里，天文巡天观测发现了数百颗褐色矮星，其中质量最小的没有巨大行星那么大。

天文学家发现最小的褐矮星也可以拥有尘碟。 因为有可能有行星。 根据观测数据，褐色矮星的尘埃盘经历了尘埃粒子凝聚引起的一系列系统变化，包括硅酸盐的过剩红外辐射在光谱中突然强度下降，这些数据支持褐色矮星可能具有行星的观点。 同样的变化也出现在大恒星周围的尘埃盘中，表明形成了行星“建筑原料”。 矮星尘盘中含有的物质不足以形成木星大小的巨大行星，但足以形成天王星和海王星大小的行星。 一位天文学家声称发现了在褐色矮星周围形成的行星，但迄今为止没有证实任何发现。

总之，天文学家至少在一颗中子星周围发现了多个行星。 在十几颗白色矮星周围发现了小行星和彗星。 在矮星周围还发现了行星形成初期阶段的证据。 研究这些太阳系外行星系统最终有两个目的。

第一，天文学家想进一步了解我们所在的太阳系，特别是其进化和大规模结构。 从我们短暂的一生和有限的空间视角很少注意到这些特征。 我们也想知道太阳系的地位。 是普通的行星系统还是例外？ 行星系统千变万化，在形成阶段经历了一点同样的过程吗？ 太阳系小行星的物质成分与落在白矮星上的物质非常相似，含蓄这个问题的答案是肯定的。

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