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在这张斯皮策图像中,超速的流氓星卡帕仙后座形成了一个发光的弓形激波。鸣谢:uux.cn/美国全国航空航天局/JPL加州理工学院
(神秘的地球uux.cn)据《今日宇宙》(埃文·高夫):恒星被引力束缚在它们的星系中,并随着它们周围的生态一起运动。但有时,美食探店合集有些事会打破这种联系。例如,假如一颗恒星离超大品质黑洞太近,黑洞会把它身为一颗游荡的恒星驱逐到太空中。
假如这些恒星入侵者中的一个靠得太近,地球会发生什么?
这不太或许发生,但或许性也不为零。
几十亿年后,我们的太阳系已然进化成静止的可预测性。行星在移动的另外也在移动,而太阳则呆呆地坐在它的中间。
但是,假如另一颗恒星靠得太近,维持一切正常管理024纪录片汇总无形引力纽带就会被拉伸或打破。地球是一颗小行星,只有太阳品质的百万分之三。我们的星球因太阳及其强大的引力而存在,假如另一颗恒星闯入我们整齐的排列,地球将完全受新引力范式的支配。
一篇新论文探究了假如一颗流氓恒星来到距离太阳100天文单位以内会发生什么。论文的标题是“太阳系的前方轨迹:100天文单位内恒星相遇的动力学模拟”它出如今预印办事器arXiv上,并将发表在《皇家天文学会月报》上。首要作者是Sean Raymond,他是CNRS波尔多天体物理评测室(全国科学探究中心)和波尔多大学的天文学家。
我们得知太阳系稳定的可预测性不会持久。太阳将持续演化,在前方的十亿年里,会变得更为明亮。地球相当接近可居住带的内部边缘。只要稍微靠近太阳一点,让液态水在地表持续存在的微妙平衡就会被打破。
在同样的10亿年范围内,大约有1%的毛不易相关直播动态引关注机遇遇到一颗流氓恒星。假如发生这种状况,地球会发生什么?地球会被启动可居住区吗?
“地球还有大约10亿年的可居住表面条件,”作者写道。那是在一个封闭的操控系统中,我们的太阳系大若干都是这样。“尽管行星的轨道演化很大程度上是由持久和共振的扰动确定的,”作者阐释说,“经过的恒星会对行星的轨道形成重大作用。"
假如一颗路过的恒星靠近了,那么我们的太阳系就不再是一个封闭的操控系统。
大多数流氓恒星,也被称为星系间恒星或超高速恒星,由于它们的轨道会带它们离开银河系,不会靠近地球。例如,卡帕仙后座距离我们4000光年,永远不会靠近。其他的,比如范德比尔特大学的热门苹果新品测评天文学家在2012年察觉的675颗流氓恒星,在与银河系的超大品质黑洞纠缠后被驱逐,它们的轨迹没有把它们带到地球附近。
即使在银河系,空间也大多是空的,大多数恒星飞越永远不会接近另一个太阳系。探究人员阐释说:“从统计资料来看,在当前的银河系附近,大约每100个Gyr才会发生一次距离小于100 au的飞越,这将强烈作用行星的轨道。”
尽管或许性很小,但还是有或许的。当你把银河系身为一个整体来看时,差不多可以肯定的是,在银河系的某个地方,一颗恒星将会在另一颗恒星的100天文单位范围内飞过。假如那颗星是我们的太阳,地球会怎么样?
该小组开展了N体模拟,试图确定地球的潜在后果。他们从太阳系的八颗行星着手,增多了一颗流氓星。他们将模拟的流氓恒星的品质与我们恒星附近的恒星品质开展了匹配。他们还将流氓恒星的速度与邻居开展了匹配。他们模拟了恒星的各异速度和轨迹,以观察地球的结局范围。探究人员总共开展了12000次模拟。
“假如一颗恒星在距离太阳100天文单位的范围内经过,那么所有八颗太阳系行星都有很大的机遇存活下来,”作者写道。有超过95%的或许性没有行星会消失。
飞掠导致的角动量赤字(AMD)在很大程度上确定了接下来会发生什么。AMD是对行星操控系统轨道激励及其持久稳定性的一种度量。依据这个定义,它是“一个理想化的操控系统和真实操控系统的一样行星在圆形和平面轨道上绕着一样的半长轴管理,以及真实行星操控系统的角动量的规范”之间的差异。
但是,当我们太阳系的一颗行星丢失时,会是什么样子呢?
模拟形成了各异的结局。水星是最脆弱的,当它与太阳相撞时,有时会丢失。其他结局含有地球与金星相撞,冰巨人天王星和海王星的喷射,只有地球和木星幸存,或者只有木星幸存。在一个全球末日的结局中,所有八颗行星都被驱逐。
其他结局没有那么引人注目。所有八颗行星都没有受到干扰,所有八颗行星都受到轻微干扰,或者所有八颗行星都受到高度干扰。
尽管在大多数模拟中,所有八个行星都幸存了下来,但是幸存或许意味着各异的事情。即使它们留在太阳系中,依然受太阳引力的束缚,它们的轨道也会被打乱。有些乃至可以被推入奥尔特云。
探究人员还列出了行星毁灭的十种最有或许的结局。他们写道:“我们确定了行星或许消失的最普遍途径,记住假如一颗恒星在100天文单位内经过,有大于或等于95%的机遇不会失去行星。”
水星与太阳相撞(概率2.54%)。火星与太阳相撞(1.21%)。金星撞击另一颗行星(1.17%)。天王星被弹出(1.06%)。海王星被弹出(0.81%)。水星撞击另一颗行星(0.80%)。地球撞击另一颗行星(0.48%)。土星被弹出(0.32%)。火星撞击另一颗行星(0.27%)。地球与太阳相撞(0.24%)。
当谈到被喷射的行星时,天王星和海王星面临着最糟糕的状况。这并不奇怪,由于它们离太阳最远,受引力的束缚也最弱。同样不足为奇的是,水星与太阳相撞的几率最高。身为品质最小的行星,它面临着由于恒星飞越而形成扰动的更大隐患。
当谈到地球时,有各类各样的潜在结局。在上面的列表中,地球有0.48 %的几率与另一颗行星相撞。但是另一个潜在的命运正等待着地球,这并不令人愉快:被放逐到奥尔特云。
“地球在奥尔特云中的持久生存是没有保证的,”作者面无表情地说。
模拟的另一个奇特结局值得考虑:地球被路过的恒星捕获。该模拟中有一颗品质略小于太阳的恒星,以相对较低的速度接近我们的太阳系。正如我们所知,结局是太阳系的毁灭性毁灭。地球抛弃了太阳,带着这颗恒星跑了,而其他六颗行星撞上了太阳。唯一幸存的行星是木星。这并不奇怪,由于它是最大的行星。
这篇论文展示了广泛的结局,含有月球撞击地球,地球和月球都被路过的恒星捕获,乃至所有的行星及其卫星都被摧毁。但是这一切发生的或许性极低。
但是在这样的遭遇中,地球维持可居住的或许性有多大呢?假如地球的轨道改变了,那么地球将会变得更暖或更冷。
还有更多潜在的命运。地球可以身为一个流氓星球生存一百万年左右,直到地表冻结。或者,假如它真的被那颗流氓恒星捕获了,它会以某种新的方式适合居住。
最后,100 au恒星飞越的几率微乎其微。模拟显示,假如真的发生了,当下最有或许的结局是所有八颗行星都幸存下来,尽管它们的轨道与如今略有各异。
“尽管潜在的进化途径各式多样,但我们太阳系的现状不会改变的或许性很高,”作者归纳道。
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