從遙遠老恆星看地球五十億年之後的狀況

船尾座L2紅巨星系統圖解
根據天文學家的估計:數十億年之後的太陽直徑會比如今還大了一百倍左右,屆時地球的命運會如何?一組研究團隊利用阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(Atacama Large Millimeter Array,簡稱 ALMA)這個現今全球最大的射電望遠鏡陣列觀察船尾座L2這顆恆星,試圖從它身上獲取答案。

船尾座L2是顆紅巨星,這顆恆星約在五十億年前的狀況與現今的太陽非常類似,或者反過來說,太陽在約五十億年之後會演化成與船尾L2類似的模樣,其直徑將比現在大了一百多倍,在這個紅巨星階段,太陽質量將經由強烈恆星風而大量流失;在距今約七十億年後的演化最終階段,太陽將僅殘留約與地球大小相當的白矮星,但質量比地球重很多,使得其密度變大,一茶匙的白矮星物質相當於五公噸左右。這個鉅變將嚴重影響太陽系內的行星,例如:水星和金星就將會被膨脹的太陽吞噬並摧毀。

但地球的命運仍未知。我們已經知道太陽會愈來愈大、愈來愈亮,所以可能會毀滅地球上所有型態的生命。但是,地球的岩質核心能不能在這紅巨星階段存活下來,然後繼續繞著變成白矮星的太陽公轉?

為了尋找答案,比利時荷語天主教魯汶大學(KU Leuven)利恩·傑欽(Leen Decin)等人利用位在智利的ALMA觀測距離地球約二百零八光年的船尾座L2;從天文尺度來看,這個距離算是很近的了。ALMA由六十六座天線組成,聯合觀測時可相當於一座口徑十六公里虛擬巨大望遠鏡。

傑欽等人發現船尾L2年齡約一百億歲,且約五十億年前,這顆恆星的年齡、質量都與現在的太陽幾乎完全相同。但是在這從五十億歲演化到一百億歲的漫長歲月裡,已經有約三分之一的質量流失在太空中。同樣的狀況,在遙遠的未來,也會發生太陽身上。

這些天文學家在距離船尾L2約三億公里遠的地方(兩個天文單位,相當於地球到太陽平均距離的兩倍),偵測到一顆天體正環繞船尾L2公轉。這個天體最可能是行星;若果真如此,那麼它所顯現的便是地球五十億年之後的景況。所以,當務之急是要瞭解船尾L2與其行星之間的交互作用,藉此獲取可用的訊息,再應用在太陽演化對太陽系可能產生的衝擊的相關研究上。所以,想知道地球最終是會被太陽摧毀或是能存活下來,關鍵答案可能就在船尾L2系統中。

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】

發表迴響