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2024-06-28 22:06:01
探検する
わこのすべてがどう終わるかは、ほぼわかっています。「今」とは、地球上で生命が存在を楽しめる時間です。地球が存在を楽しめる時間です。それは、だいたい次のようになります。今から 50 億年後。太陽は不安定になり、中心核の水素燃料が枯渇します。やがて中心核は自身の重みで崩壊し、圧縮された質量によって熱くなり、別のガスであるヘリウムの燃焼に切り替わります。中心核の外層は劇的に膨らみ始め、蒸発して、最も内側の 2 つの惑星である水星と金星を飲み込みます。地球はより広い軌道に押し出されるか、金星と水星の後を追って燃え尽きるかもしれません。
これは想像するほど大したことではありません。なぜなら、この時点で地球上の生命は数十億年前にすでに絶滅していたからです。太陽がゆっくりと明るくなったことで温室効果が生じ、地球は私たちが知る生命にとって高温すぎる温度まで温まりました（これは今から約 10 億年後の未来に期待できます）。
私たちの惑星が占める特別な場所に感謝しましょう。
天文学者たちは今、外に目を向け、これから何が起こるのか、説得力のある物語を書こうとしている。この光景は、壮大なSF物語の魅力的な舞台となり得る。数億年の間に、赤色巨星に変わった主系列星からの熱の増大により、木星と土星の氷の衛星が楽園の島に変わる。木星を周回するガニメデ、カリスト、エウロパ、そして土星を周回するタイタンなど、最も巨大な衛星は溶けて、信じられないほどの景色を望む海に覆われた衛星になる。これは太陽系の真の全盛期であり、他のどの時期よりも多くの「居住可能領域」内に居住可能な場所が存在することになる。人類がまだ存在しているなら、しばらくの間は輝かしい時代となるだろう。
もちろん、最終的に永続するものなどありません。太陽の中心核のヘリウム燃料が尽きると、新たな燃料源に飛び移ることができず、再び崩壊します。外側のふくらんだ層は巨大な風に吹き飛ばされ、星間空間に消えていきます。遠くから見ていると、太陽の質量の 40% 以上を占める密集した惑星状星雲の美しい光景が目に浮かびます。惑星の軌道は、重力の緩みに応じて伸び、大きさがほぼ 2 倍になります。赤色巨星から白色矮星に変わった太陽は、内部に熱源がないため、すぐに冷え始め、ますます寒く暗くなります。海に覆われた楽園の衛星は、すぐに再び凍りつくでしょう。
小惑星や彗星の軌道は、惑星の軌道の変化によって不安定になる。その多くは、はるかに大きな軌道を辿り、白色矮星の太陽の近くを通過し、その重力によって引き裂かれることになる。岩石や氷の破片は、おそらくは断続的に、ずっと冷え続ける白色矮星の太陽にゆっくりと落ち、遠い未来まで続くだろう。
これはディストピア的なファンタジーのように思えるかもしれないが、観察とモデリングによって強力に裏付けられている。番目 21 世紀には天文学者が星の進化の過程を解明し、太陽が将来赤色巨星、そして白色矮星へと進化していく様子がはっきりと分かるようになりました。
過去数十年間の驚くべき発見は、白色矮星のかなりの割合が「汚染」されているというものである。白色矮星は水素またはヘリウムが主成分で、いずれの場合も、より重い元素は数日から数ヶ月で大気から沈殿する。これは宇宙の瞬きの時間のことである。白色矮星の大気中に重元素が観測されているという事実は、その表面に落下した物体によるごく最近の汚染であることを意味する。しかし、それはどの物質なのだろうか？
汚染された白色矮星の一部に見られるこれらの重い元素の存在パターンは隕石とよく一致しており、小惑星、さらには岩石惑星も中心星の周囲に形成され、最終的には中心星に飲み込まれた可能性があることを示す状況証拠となっている。新たな力学研究では、恒星が白色矮星に進化したために軌道がシフトした際に巨大惑星が小惑星や彗星を重力で投げ飛ばし、数十億年かけて岩石（時には氷）物質を白色矮星に堆積させる様子が示された。
人類がまだ存在していれば、それは栄光の時代となるでしょう。
これまで、巨大ガス惑星はパズルの大きな欠落ピースだった。しかし、最近発表された論文によると、 天体物理学ジャーナルレターメリーランド州にある宇宙望遠鏡科学研究所の天文学者スーザン・ムラリー氏とその同僚は、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して、汚染された白色矮星を周回する2つの異なる系の巨大惑星と一致する明るい天体を発見した。
しかし、恒星進化の初期段階での質量損失量を考慮すると、最初の惑星候補は、太陽の周りを回る木星とほぼ同じ大きさの軌道を主星の周りを回っていたはずです。もう 1 つの惑星候補は、土星の軌道に非常に近い大きさの軌道を回っていたはずです。これらの惑星は、内惑星が太陽に食い尽くされ、太陽系がほとんど忘れ去られた凍った荒野となっている終末後の未来に投影された木星と土星の類似物として機能するのでしょうか。
これらの天体が本当に巨大ガス惑星であるかどうかは完全には明らかではない。一方または両方が、空で偶然白色矮星のすぐ近くに並ぶ背景天体（銀河など）である可能性は極めて低い。
しかし、これらのシステムの終焉の物語は、私たちの太陽系の未来を反映するものと思われます。2 つの白色矮星は太陽よりもいくらか質量が大きいため、より速く進化しました。それぞれが、少なくとも 1 つのガス巨星と小惑星の集団、そしておそらく岩石惑星も含む、豊かな惑星系を形成した可能性があります。中心の恒星は赤色巨星に進化し、その後宇宙塵とガスを吹き出し、その惑星系が膨張して白色矮星を残しました。小惑星や彗星 (または岩石惑星) は、巨大惑星の重力によって確実に投げ飛ばされ、一部は破片に砕け散り、現在汚染されている白色矮星に引き込まれた可能性があります。
今後数年間で、惑星破壊の物語のその他の欠けている部分が埋められるだろう。白色矮星の汚染が一般に巨大ガス惑星によって引き起こされるのか、あるいはより低質量の惑星（太陽系外惑星としてはより一般的な海王星など）が同様に大きな役割を果たしているのかはまだ分からない。汚染の種類（岩石、氷、その他）と特定の白色矮星を周回する惑星系の性質との間に相関関係があるかどうかを確認することも非常に有益だろう。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡はすでに、これらの劇的な歴史を理解する上で重要なページを開いており、その前例のない画像撮影能力により、さらにページを開くことができるだろう。
宇宙の墓場をこのように垣間見ると、私たちの惑星が空間的にも時間的にも特別な場所を占めていることが理解できます。人間と同じように、惑星系も生まれ、進化し、そして死にます。太陽系の歴史におけるこの輝かしい限りある章を最大限に活用するには、今が最適な時期だということを思い出させてくれます。 
メイン画像: BetsyChe / Shutterstock
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