新研究:太阳死后太阳系崩解速度比此前预期快上百倍

新研究:太阳死后太阳系崩解速度比此前预期快上百倍

宇宙在可预测的稳定与狂热的混乱之间摆动。过去的天体力学计算曾让人以为:即使太阳在数十亿年后耗尽燃料、缓缓蜕变为白矮星,外侧巨行星依然能安然运行数万亿年。然而发表于《天体物理学快报》(ApJL)的一项新研究指出,外太阳系的崩解可能比想象中快上百倍,而"凶手"正是未来的太阳自己。

4600次随机"踢击"

过去的理论模型多假设太阳死亡时的质量流失是平滑稳定的。但由加州理工学院康斯坦丁·巴蒂金、吉姆·富勒与密西根大学弗雷德·亚当斯领导的团队发现,当这种平滑性转为随机、细碎的颗粒状时,情况彻底改观:太阳将通过约4600次随机且猛烈的物质抛射甩掉外层,每一次抛射约相当于33个地球质量。

每一次抛射都会像太空人喷气移动一样,把太阳微微"推离"原位,进而随机扰动周围的引力场。研究团队结合欧空局盖亚卫星对白矮星周围双星系统的观测数据,进行了数百次计算机模拟。

模拟结果:八成提前混乱,九成自我毁灭

模拟显示,在近80%的情形中,外侧行星在太阳尚未完全结束"脱壳"前就会出现轨道交错的混乱;在90%的模型里,整个太阳系甚至会在太阳变为白矮星后的30亿年内(即不到100亿年后)自我毁灭。天王星与海王星可能互换位置并闯入内侧,木星、土星等巨行星甚至可能被甩出太阳系,沦为星际空间中的流浪行星。

这项研究彻底打破了"行星系统能安度晚年"的美好神话,提醒我们:宇宙中绝大多数类太阳恒星的行星世界,远比想象中脆弱。

对系外行星研究的启示

该成果的意义不止于"预言"太阳系的遥远未来。盖亚卫星已观测到大量白矮星周围的行星残骸盘与污染大气——正是行星被撕碎后的遗迹。新模型为解释这些现象提供了动力学机制,也为在白矮星周围搜寻幸存行星、乃至"第二代"行星提供了理论指引。百亿年后的事虽与人类无关,但它正在帮助我们读懂银河系中无数恒星系统的生老病死。