科学家模拟了流浪恒星经过太阳系内的情况

太阳的光度在持续增加,地球将在大约10亿年后离开太阳的适居带范围,在这段期间内,地球轨道通过太阳系内动力学变化的机会微乎其微。然而,每10亿年大约有1%的机会,一个恒星会在距离太阳100天文单位内通过,这种流浪恒星的存在会使太阳系内产生新的引力支配行为,进而可能改变八大行星的命运。

目前所有流浪恒星都不会接近地球(至少我们目前已知的范围是如此),以统计的角度来看,在当前的银河系内,每100亿年才会发生一次对太阳系内行星轨道产生强烈影响的机制,虽然机率很小,但这的确有可能发生。

研究团队通过模拟来评估行星受邻近恒星影响的演化途径,从八大行星开始额外添加了一颗与太阳质量相当的流浪恒星,并以不同的速度轨迹进入,共进行了12000次模拟试验,在这些模拟中:如果一颗流浪恒星在100天文单位内通过太阳,八大行星全数存活的机率超过95%。

图片中每一个小点都代表一次模拟结果,小点的颜色则代表行星存活数量,小点的大小则代表经过的恒星质量,其中AMD的变量很大程度左右了太阳系的演变途径,越高的AMD值显示太阳系被摧毁的程度越夸张。
图片中每一个小点都代表一次模拟结果,小点的颜色则代表行星存活数量,小点的大小则代表经过的恒星质量,其中AMD的变量很大程度左右了太阳系的演变途径,越高的AMD值显示太阳系被摧毁的程度越夸张。

研究论文中设计了一项“飞掠后的角动量缺失”(Angular Momentum Deficit, AMD)指标,该指标用于展示行星系统轨道及长期稳定性的发展,因此AMD的数值在很大程度上会决定演化结果,在模拟产生的多样结果里中,机率最高的是水星、金星撞击太阳(2.54%),这并不意外,他们作为最轻质且最靠内的行星,被扰动的风险当然最大,天王星及海王星被弹出的机率各占1.06%及0.81%,这也不奇怪,因为天王、海王离太阳较远,受太阳引力牵制的影响最弱。

而对于地球来说,有0.48%的机率撞击其它行星、0.24%的机率撞击太阳、还有一种机会是被放逐到欧特云,或是被外来的恒星捕获,其中这个被外来恒星捕获的结果中,除了木星跟地球以外的行星都撞向太阳了。

尽管存在许多潜在的演化多样性,但文末的结论是,太阳系目前的情况极有可能不会改变。

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