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我们的太阳系可能比我们想象的更早完全崩溃

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尽管我们脚下的大地看起来坚实而平静(大部分时间),但这个宇宙中没有什么是永恒的。 总有一天,我们的太阳会死去,在它的核心收缩成白矮星之前,会抛射出它的大部分质量,逐渐排出热量,直到一千万亿年之后,它只不过是一块寒冷、黑暗、死去的石头。

但到那时太阳系的其他部分将不复存在。 根据新的模拟,行星只需要 100 亿年就可以穿过银河系,将垂死的太阳远远抛在后面。 至少数百年来,天文学家和物理学家一直试图弄清楚太阳系的最终命运。

天文学家在他们的新论文中写道:“了解太阳系的长期动力学稳定性是天体物理学最古老的领域之一,可以追溯到牛顿本人,他认为行星际相互作用最终会导致系统不稳定。”

但它比看起来要复杂得多。 参与动态系统并相互作用的物体数量越多,该系统就会变得越复杂,也就越难以预测。 这叫做问题 N体.

由于这种复杂性,不可能在特定时间间隔内确定性地预测太阳系中物体的轨道。 五到一千万年后,信心就会飞出窗外。 但是,如果我们能够弄清楚我们的太阳系发生了什么,它将告诉我们一些关于宇宙如何在远远超过其目前 13,8 亿年年龄的时间尺度上演化的信息。

1999 年,天文学家预测太阳系将在至少 亿(或 quintillion)年的时间内缓慢解体。 根据他们的计算,这正是木星和土星的轨道共振将天王星分离所需的时间。 然而,这个计算并没有考虑到一些可能会更快摧毁太阳系的重要因素。

首先,它是太阳。

5亿年后,在死亡之前,太阳将变成一颗红巨星,吞噬水星、金星和地球。 然后它会将恒星风携带的几乎一半质量喷射到太空中; 留在原地的白矮星将只有太阳当前质量的 54%。 这种质量损失将削弱太阳对行星、火星、外层气体和冰巨星、木星、土星、天王星和海王星的引力。

白矮星
形成行星状星云的爆炸后的白矮星

其次,由于太阳系围绕银河系中心旋转,其他恒星必须靠得足够近才能干扰行星的轨道。 “如果我们考虑到恒星质量的损失和外行星轨道的膨胀,这些相遇将变得更有影响力,”研究人员写道。 在他们的计算中考虑到这些额外的影响,该团队使用强大的一般对外行星进行了 10 次 N 体模拟 霍夫曼2. 这些模拟分为两个阶段:太阳质量损失结束之前和之后发生的阶段。 虽然 10 次模拟并不是一个可靠的统计样本,但该团队发现每次都会出现类似的场景。

太阳完成演化成白矮星后,外行星的轨道会很大,但仍会保持相对稳定。 然而,木星和土星将处于稳定的 5:2 共振 - 木星每绕太阳运行五次,土星就会绕太阳运行两次(这种可能的共振已被多次提出,尤其是艾萨克牛顿本人)。

这些扩展的轨道以及行星共振特性将使该系统更容易受到恒星的影响。 在 30 亿年后,这种恒星扰动会将这些稳定的轨道转变为混乱的轨道,从而导致行星迅速消失。 除了一颗行星外,所有行星都将飞出轨道并成为流氓行星。

这最后一颗孤独的星球将再存在 50 亿年,但它的命运将被决定。 最终,它也会因飞过它的恒星的引力而脱离轨道。 毕竟,在太阳变成白矮星 100 亿年后,太阳系就会消失。

这比 1999 年提议的时间要短得多。 而且,正如研究人员仔细指出的那样,这取决于当前对当地银河环境的观察和对恒星凌日的估计,这些都可能会发生变化。 所以这绝不是一成不变的。 即使对太阳系死亡时间尺度的估计真的发生了变化,也仍然是数十亿年之后。 人类活到足够长的时间看到这一点的可能性非常小。

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