何十年もの間、科学者たちは太陽の寿命と地球の運命について議論してきました。私たちの星系の主星が約50億年後に水素燃料を使い果たすと、赤色巨星にまで膨張し、水星や金星、そしていくつかの研究によれば地球そのものを飲み込むことができる巨大な天体になると予想されていた。
しかし、新しい科学的調査は、私たちの地球がこの壊滅的なシナリオを生き延びる可能性が、以前に想像されていたよりも高いことを示しています。研究者らは、老化した星が惑星系とどのように相互作用するかをシミュレートする改良されたモデルを通じて、膨張する太陽に向かって地球を引っ張る重力が以前の予測よりも強くないことを発見した。この要因により、瀕死の太陽が外層を宇宙に放出する際に惑星が漂流する時間が長くなり、完全に飲み込まれることを回避できる可能性がある。
新しい視点にもかかわらず、この発見は地球上の生存を保証するものではありません。科学者らは、現在の主な不確実性は太陽が進化の最終段階で失う質量にあり、膨張する恒星が惑星を引き寄せる強さにはもはや存在せず、これは過程の理解に重大な変化をもたらすと説明している。
「最大の疑問はもはや潮汐計算から来ているのではなく、むしろ太陽が将来放出する質量の量から来ている」と、ベルギーのルーヴェン大学天文学研究所の研究論文の筆頭著者であるマッツ・エセルデュールス氏は宣言した。同氏は、「現在、太陽に似た巨大な恒星の観測は地球の生存を示唆しているが、確実に知るにはより正確な観測データが必要だ」と付け加えた。
太陽に似た星が核から水素を消費して赤色巨星に変化すると、宇宙紛争が始まります。一方で、拡大する潮汐力が惑星を内側に引き寄せます。もう一方では、恒星の質量が失われると、恒星の外側に押し出されます。この相互作用は、近くの世界が消費されるか保存されるかを定義します。
この引力と反発の複雑な力学は、2 つの異なる段階で発生します。太陽が膨張するにつれて、潮汐重力が微妙なブレーキとして機能し、地球の軌道エネルギーが徐々に減少し、惑星が近づくようになります。同時に、死につつある星は強力な恒星風によって膨大な量のガスを放出し、最終的に質量の約半分を失います。 NASAによると、太陽の密度が薄くなるにつれて太陽の重力が弱くなり、生き残った惑星はより広い軌道に推進され、恒星からの距離が元の2倍になることもあるという。
「地球の将来は、これら 2 つの効果の間の微妙なバランスにかかっています」とエッセルデュース氏は声明で述べた。 「潮汐相互作用が優勢であれば、地球は飲み込まれるでしょう。質量損失が優勢であれば、地球はより遠い軌道に逃げてしまうでしょう。」
以前の研究は、これらの競合するプロセスに異なる方法でアプローチしたため、異なる結論に達したとエッセルデュール氏と彼のチームは主張する。これらの研究の多くは潮汐相互作用を完全に無視していましたが、他の研究は、大幅に大きな内部引力を推定する数十年前に開発された簡略化された方法に依存していました。
これらの古い計算式を使用する代わりに、新しい調査では最新の潮汐力計算が適用されます。これらの新しい手法は、老化した星の内部構造と進行中のダイナミクスに基づいており、これにより潮汐摩擦と星の風の変動の両方を正確に計算できるようになったと研究チームは述べている。次に科学者たちは、太陽の最終巨大段階で考えられるさまざまな質量損失率に対して結果をテストしました。
最新のデータは、たとえ内部の重力が減衰したとしても、水星と金星は太陽の膨張を避けることができず、必ず吸収されることを示唆しています。しかし、地球と火星は2つの巨大な段階を安全に通過し、最終的には太陽が後に残した白色矮星の残骸の周りのより広々とした軌道に落ち着くことができるだろうと研究は結論づけた。
