我們曾以為地球在另外50億年的太陽燃燒殆盡後無法生存。現在，我們發現了一些奇特的「孤兒行星」，這可能迫使我們重寫地球的命運。
在我們確信知道地球「死期」的那段日子裏，一切都顯得愈發明了。故事是這麼講的，從今開始，5000億年後，太陽系會見證巨大變革。太陽將不再是我們熟悉的親切星火，而是會變成一個比今天體積大上百倍的巨大幽靈。在這個過程中，它會摧毀內部的石質行星，包括我們的地球。
這是真的嗎？我們最近第一次看到其他恆星的衰亡階段。令人驚訝的是，一些行星似乎能夠在這些末日時期倖存下來。這些發現挑戰了地球將如何死亡的故事，並讓我們對地球可能躲過太陽的希望略有所增。即使不能，也並非所有希望都已破滅。這項研究也為我們提供了人類可能最好的避難所的線索。
太陽會如何死亡
太陽的生命力得益於核聚變，這個過程中氫原子融合成氦，同時釋放出大量能量。但我們的恆星註定會面臨一個致命的事實：它的氫供應是有限的。當氫開始耗盡時——這大約還需要50億年——太陽的內部構造會發生改變，它將膨脹到現在規模的大約200倍。它將從今天的黃矮星變成紅巨星。在進一步經歷十億年左右的收縮與膨脹過程後，它將死去並變成一顆被稱為白矮星的恆星屍體。
當太陽日益龐大、變成紅巨星時，太陽會變得越來越熱，因為太陽核心裏的核反應會向外擴散，尋找更接近太陽表面的新的氫燃料源。在大約10億年後，我們認為地球表面的溫度將足夠高，以至於能煮沸海洋，使地球陷入鹽鹼地和沙丘覆蓋的狀況。失去水分後，地殼板塊運動將停止，而岩石將因極高的溫度而開始融化。
如果人類在那個時刻還留在這裏，我們可能很難再挺過去，因為很不幸，更糟糕的事情還在後頭。當太陽膨脹的時候，首先是水金星，然後是金星，將被吞沒。他們的外層將蒸發，剩下的灰燼將進入太陽的火焰深淵。據我們估計，紅巨星的表面最終會觸碰地球現在的軌道。因而，即使地球沒有被太陽吞沒，它也可能會被灼熱至無法辨認的地步。
今年三月，麻省理工學院的Kishalay De和他的團隊首次觀測到了這個絕望的過程。他們發現了一顆距離我們大約13,000光年的恆星，它的亮度在10天內增加了100倍，這表明它吞噬了一顆大小約為地球30倍的行星。
逃生方案
謝天謝地，天文學家們為人類設計了一個逃生方案。當太陽系內部變得猶如地獄一般時，那些現在還是冷僻荒涼的邊陲地帶會得到升溫。「當太陽變成一個紅巨星，適宜的生存環境將更廣泛，」芝加哥大學的天文學家Rafael Luque說。「我們知道木星和土星的衛星上有很多水，因此它們可能成為太陽系的第二代生存區域。」
我們有確鑿的證據表明，類似木星的這種氣態巨星可以在母星死亡後繼續生存。2021年，這樣的一顆行星被觀測到盤旋在銀河系中心附近的一顆白矮星周圍。天文學家從這顆恆星和這顆行星大致在同一時間形成這一事實得出結論，這表明這個世界不僅在恆星的紅巨星階段存活了下來，而且在恆星死亡時整個拋出氣球層，崩潰變成一顆白矮星的過程中同樣生存了下來。
這個不死鳥行星距離他的母恆星大概是地球離太陽的2.8倍。它的存在提示我們，或許我們真的可以在我們自己的宇宙後院，也就是一個氣態巨型星的衛星上尋找藏身之處。木星離太陽的距離大概是地球的5.2倍。如果那裏也太熱的話，土星離太陽的距離是木星的近兩倍。
然而，有可能我們不需要採取如此決絕的措施。地球可能會在太陽變成紅巨星後繼續存在。馬薩諸塞州哈佛‐史密森尼天體物理學中心的Shreyas Vissapragada認為，它可能被膨脹中的太陽的太陽風推到更遠的地方，因為太陽在變成紅巨星過程中太陽風會增強。即使太陽風不能來救場，還有希望——至少8 Ursae Minoris b，或稱之為Halla的這顆行星的發現就是這麼暗示我們的。這顆星球從2015年開始備受關注。一開始，它被認定為「熱木星」，即靠近它的母恆星Baekdu的氣態巨星。唯一的問題就是，「這顆行星現在不應該存在。」夏威夷大學馬諾阿分校的Marc Hon說。
Hon在2023年初得出了這個驚人的結論。通過觀察 Baekdu表面的震動，他的團隊得出結論，這顆恆星一定處於其演化的高級階段。深入其內部，它必須通過將氦融合成碳而產生能量，而不是像太陽一樣，把氫融合成氦。這意味着 Baekdu已經經歷了它的紅巨星階段。按照我們所認為的知識，Halla應該早就被吞沒，被燒焦，然後蒸發了。
死星周圍的行星
「這是我們知道的第一個系統，其中一個行星在燃燒核心的氦的巨星周圍非常接近地存活下來，」Hon說。「從我們對普通巨星是如何演化的理解，他們開始燃燒氦只有當他們膨脹到巨大的大小，並且這種膨脹應該已經消耗了這個行星。」 Halla如何逃脫被毀滅的過程尚不清楚。
即使地球在我們的太陽的紅巨星階段存活下來，並成為白矮星的一顆行星，我們也可能還沒有保險。在2022年11月，Abbigail Elms在英國華威大學和她的同事們發現了一個白矮星系統，距離我們90光年，滿是死星的遺蹟。「通過觀測白矮星，我們可以推斷出行星是由什麼組成的，」Elms說。看起來這個墓地可能是地球樣行星的碎片污染的，有鈉、鋰、鉀和碳的痕跡。
如果這些行星在恆星的紅巨星階段存活下來，他們可能會遭遇嚴重的命運。白矮星的質量約為太陽的質量，但它的體積小於地球，這使它們擁有極強的表面重力。這在任何附近的倖存行星上都會產生如此極端的潮汐力，以至於它們可以被字面上拉開。然後，這些軌道物質會旋入白矮星。如果這個命運降臨到我們的家園，這意味着它勇敢地避開了火的死亡，卻被一肢一腿地撕裂。
無論我們如何看待它，如果人類堅持在這裏生活下去的話，幾十億年後，我們可能需要離開我們的星球。但真正讓人害怕的是，我們可能還不能直接去木星的衛星躲避。除非太陽變成一個完整的紅巨星，否則它們還不夠熱。但我們肯定要在那之前離開地球飛船。
那麼如果我們不得不疏散，木星還沒有熱到足以讓它的衛星變得適宜居住，我們該怎麼辦？離太陽比地球遠一倍半的火星可能會非常有吸引力。至少可以再歷練幾十億年。
