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模拟显示太阳系“剩余寿命”将大幅缩短,土星可能被甩出沦为流浪行星

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此前,学界普遍认为,太阳在约50亿年后膨胀为红巨星,抛掉外层物质后成为白矮星。太阳成为白矮星后,引力的减弱会让木星、土星、天王星、海王星的轨道整体外移,但排列仍保持格局。算上太阳质量损失和偶然路过的恒星扰动后,太阳系自身动力学寿命被估到1018年。但近日,一项发表于《天体物理学报快报》(The Astrophysical Journal Letters)的研究推翻了这一关键假设,揭示太阳系的结局可能比此前估计的来得更快。


通过分析欧洲空间局(ESA)已退役的盖亚(Gaia)探测器的数据,研究团队发现太阳死亡过程中大约经历4600次抛射,每次抛出约33个地球质量的物质,使太阳的速度改变约7米/秒。单次影响微乎其微,但方向随机、次数众多,效果逐渐累积,足以改写各行星轨道之间的关系。


团队筛选出近700次模拟中最贴近真实的情景,显示外围行星在太阳尚未抛完外层物质时,就开始轨道交叉,最早的情形出现在太阳仅损失约10%质量的时候。等到太阳真正变成白矮星,40%的情景中整个外围系统已陷入混乱:天王星和海王星可能互换位置,甚至闯入木星的轨道范围;土星有可能被彻底甩出,沦为在星际空间漂泊的流浪行星。十次模拟中有九次,至少一颗巨行星被抛入星际空间。综合来看,太阳系会在太阳成为白矮星后的约10亿年内寿命终结,而不是此前估计的1018年。


这一机制还解释了一个悬而未决的观测现象:微引力透镜巡天暗示银河系中自由漂浮的行星数量,可能与恒星数量相当,现在看来,垂死恒星的抛射过程可能正是它们的主要来源。



策划制作

来源丨环球科学
责编丨何雨濛


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