地球毀滅後，太陽系依舊宜居？

地球毀滅後，太陽系依舊宜居？

土星的冰凍衛星——土衛二，由「卡西尼」探測器拍攝。圖片來源： NASA/JPL-Caltech

（傲嬌的野松鼠/編譯）在幾十億年後，太陽膨脹成了一顆紅巨星，地球上的海水將被蒸干，大氣被灼燒殆盡。地球上的生命徹底終結，但是在外層太陽系，好戲才剛剛開始。木衛二和土衛二將會融化成一片汪洋，為任何後人類時代的生命形式提供避難所，而它們原本的家園已浸泡在了岩漿里。

根據美國天文學家拉美西斯·拉米雷茲（Ramses Ramirez） 和麗薩·卡爾滕內格（Lisa Kaltenegger）所建立的新模型，這至少是人類和太陽系一種可能的命運——這項研究5月20日發表在了《天體物理期刊》（Astrophysical Journal）上。該研究的重要發現，即隨著我們的太陽衰老膨脹，外層太陽系中的冰凍衛星可能會變得宜居，對於銀河系中哪裡可能存在生命的有著深遠的意義。

「我們已經知道，未來太陽會變得過於炎熱和明亮，使得地球上的生命無法存活，」 卡爾滕內格表示，「科幻小說經常講述人類搬到火星或更遠的地方居住的故事。現在我們知道該往哪兒搬了。」

這一研究不僅為人類的浪漫幻想——在太陽衰老後移民到離太陽更遠的軌道——提供了支持，它同時還意味著，現在被困於冰凍衛星表面之下的任何外星生命都有可能在五十億年後大爆發，當環境越來越熱，這些生命將開始繁衍和演化。

「隨著內層太陽系被烤得越來越熱，寒冷的外部地帶會更適宜居住。」

到目前為止，熱衷於在太陽系之外尋找宜居世界的天文學家們非常關注那些與地球相似的行星和與太陽相似的恆星。也就是說，在所謂的主序星（即在其核心發生氫聚變的恆星）周圍的宜居帶里公轉的那些體積小的岩質行星有可能會是一個宜居的世界。當恆星耗盡了所有的氫燃料，就會離開主序帶並繼續以各種形式度過餘生。比如，我們的太陽將會在大約五十億年後膨脹成一個紅巨星，把到火星以內的一切事物都燒成灰燼。

從地球的角度看，這顯然是一個壞消息，有如地獄烈焰一樣糟糕。但是隨著內層太陽系被烤得越來越熱，寒冷的外層地區會變得更宜居。當恆星衰老並進入紅巨星階段時，類似的宜居帶的演化將在整個銀河系範圍內上演。

拉米雷茲 和卡爾滕內格r的新模型所確立的太陽系現在和未來的宜居帶。圖片來源：康奈爾大學

這就引出了一個耐人尋味的問題：紅巨星和它們所演化出的宜居帶能支持生命存活嗎？

為了回答這個問題，拉米雷茲和卡爾滕內格模擬了不同體積的恆星變成紅巨星時宜居帶的位置變化。當一個恆星膨脹時，宜居帶自然而然地向外遷移。但對生命至關重要的問題是，紅巨星的宜居帶可以維持多久？研究結果表明，這取決於恆星最初的質量。

根據這個新的研究，未來太陽系的紅巨星宜居帶將會持續大約五億年。但質量較小的恆星能維持紅巨星狀態長達九十億年，其宜居帶維持的時間比地球上的生命存在至今的時間還要長。

「『宜居』就是與地球相似的星球和與太陽年齡接近的恆星嗎？我們的研究正在徹底顛覆這個觀點，」卡爾滕內格說道。

拉米雷茲表示同意。「總的說來我們給觀測者們提供了一個任意恆星宜居帶的導航圖，」他說。「這是一個用於尋找所有潛在宜居行星的工具。」

「我們已經知道，未來太陽會變得過於炎熱和明亮，這使得地球上的生命無法存活。科幻小說經常講述人類搬到火星或更遠的地方居住的故事。現在我們知道該往哪兒搬了。」

近年來，木衛二和土衛二這兩顆外層太陽系的冰凍衛星已被標記為外星生命可能的居住堡壘。這兩顆衛星都有高溫岩質的核心，而且就土衛二而言，已經有確鑿的證據證明在其整個星球表面之下有海洋存在。這個研究中的一個非常吸引人的暗示是，像土衛二這樣的冰冷世界，在遙遠的未來也許會演化成一個水上天堂。到那個時候，任何被封鎖在深海的生命也許會延伸至表面，產生與地球相似的生物圈，可以被外星球上的天文學家觀測到。

當然，我們不可能有機會觀察太陽系中的事物是否會這樣演化至最後。但是那些正圍繞紅巨星運轉的行星和衛星也許能給我們提供線索。天文學家們目前已在離地球100光年內找到23顆紅巨星，以及另外100多顆接近紅巨星階段的恆星。

「在那些最初完全冰凍、但是現在處於宜居帶的世界裡找到生命跡象，這件事會非常震撼，」卡爾滕內格如是說。「這將在某種程度上幫助解開地下海洋是否可以有生命這個謎題。無論我們在木衛二和土衛二上發現了什麼，都會成為這個謎題中非常有趣的一部分。

當然，等到外層太陽系變得宜居，我們的後代可能已經生活在穿越半個銀河系才能到達的戴森球中的一架雲伺服器上。然而，沒有人知道未來究竟會怎樣。也許一些「頑固派」會選擇留在地球上，迎接殘酷的結局，等待著自己的豪華遊艇在木衛二上啟航的那天，或者用聚變推進器把我們的古老家園推到安全的地方去。

顯然，在我們離去後，生命還有很多選擇。

參考資料：

Ramses M. Ramirez and Lisa Kaltenegger, Habitable Zones of Post-Main Sequence Stars,The Astrophysical Journal(Volume 823), http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-637X/823/1/6

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