紙に太陽と地球を描くなら、中央に太陽を置き、その周りに地球の軌道を円で描きます。
太陽が年老いて膨らむ未来を考えるときも、つい地球をその円の上に置いたまま、太陽だけを大きくしたくなります。
膨らんだ太陽の縁が地球まで届けば飲み込まれ、届かなければ残る―
一見すると結末はそれだけで決まりそうです。
けれど、太陽が膨らむその間に、地球の軌道そのものも動いています。
その動きを追ったのが、2026年に発表された研究です。
太陽の進化モデルと水星から火星までの軌道計算を組み合わせ、太陽が赤色巨星分枝（RGB）と漸近巨星分枝（AGB）という2つの巨星期を通る間に、惑星の軌道がどう変わるかを調べました。
太陽は膨らむ一方で、恒星風として物質を失います。
質量が減れば重力が弱まり、惑星の軌道は外へ広がります。
しかし、膨らんだ太陽との潮汐作用はその拡大に逆らい、惑星を内側へ引き戻します。
地球の行方は、質量放出で軌道が外へ広がる動きと、潮汐によって軌道が内側へ縮む動きとの釣り合いに左右されます。
この計算は各惑星を個別に追ったもので、惑星同士の重力や、太陽の半径が飲み込み判定の境界を越えた後の物質移動、密度変動による確率的な離心率の変化は含めていません。
基準となる計算では、RGB期の質量放出係数を観測に基づく0.477、AGB期の係数を0.05としました。
更新された潮汐モデルを用いると、水星と金星はRGB期に飲み込まれましたが、地球と火星は2つの巨星期を生き残りました。
ところが、同じ条件で従来の潮汐モデルを使うと、地球はRGB期の後も十分遠くへ移動できず、AGB期に飲み込まれました。
条件は同じでも、潮汐の扱い方だけで判定は反転しました。
ただし0.477には観測上の幅があり、この基準計算だけで飲み込みを完全に否定はできません。
AGB期の質量放出の強さを変えると、結末はさらに分かれました。
係数を0.01から0.5まで動かしたところ、0.01では地球の飲み込みが有力でした。
0.02～0.03では、熱パルスと呼ばれる数百年ほどの膨張時にだけ、太陽が判定の境界をわずかに越えました。
しかし、その後の相互作用までは計算していないため、生存とも飲み込みとも決められません。
0.04以上では境界を越えず、地球は残りました。
ここに現れた違いは生存確率ではなく、質量放出についてどの条件を置くかによる違いです。
L2 Pupは初期質量が太陽に近く、AGB期の質量放出率を実際の観測から見積もれる星です。
ところが、この星では塵による推定と一酸化炭素による推定が約80倍も違い、係数に直すとそれぞれ2.5と0.03になりました。
2.5はこの研究で調べた範囲外であり、0.03は結末を決められない範囲に入ります。
基準値の0.05は、観測値でも両推定の中間でもなく、この不確かさを踏まえた計算上の値です。
研究者はL2 Pupの観測から、地球がAGB期を生き残る可能性が高いとみましたが、生存確率を算出したわけではありません。
巨星を含む連星の観測からは、潮汐が現行モデルの予測より強く、地球を飲み込み側へ傾ける可能性が読み取れます。
ただし、連星の潮汐は地球―太陽系より高周波で、結果をそのまま当てはめることはできません。
更新モデルも、限られた対流の数値計算を実際の恒星へ外挿したものです。
「新しいモデルだから地球は助かる」とまでは言えません。
ここでの「生き残る」は太陽に飲み込まれないという意味であり、生命や海、大気が残るかどうかは対象外です。
未来の太陽系を描くなら、太陽の輪郭だけでなく、地球の軌道も書き換えることになります。
膨らむ太陽の縁と、質量を失う太陽から遠ざかる地球の円。
その2本を紙の上に引いてみると、触れ合うのか、わずかな隙間を残すのか、決めきれないまま並びます。
参考文献：
Esseldeurs M, Mathis S, Decin L. The fate of Earth during the Sun’s giant phases: new constraints from ab initio tidal modelling and AGB mass loss. Astron Astrophys. 2026;710:L26. doi:10.1051/0004-6361/202660576
紹介した論文の音声概要を、NotebookLMでポッドキャスト化してみました。あわせてお楽しみください。
