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在這張斯皮策照片中，超速的恒星流氓星卡帕仙后座形成了一個發(fā)光的弓形激波。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/JPL加州理工學(xué)院
（神秘的太近地球uux.cn）據(jù)《今日宇宙》（埃文·高夫）：恒星被引力束縛在它們的星系中，并隨著它們周圍的地球環(huán)境一起運動。但有時，果顆有些事會打破這種聯(lián)系。流氓例如，恒星如果一顆恒星離超大質(zhì)量黑洞太近，太近黑洞會把它作為一顆游蕩的地球恒星驅(qū)逐到太空中。
如果這些恒星入侵者中的果顆一個靠得太近，地球會發(fā)生什么？流氓
這不太可能發(fā)生，但可能性也不為零。恒星
幾十億年后，太近我們的地球太陽系已經(jīng)進化成靜止的可預(yù)測性。行星在移動的同時也在移動，而太陽則呆呆地坐在它的中間。
但是，如果另一顆恒星靠得太近，保持一切正常運行的無形引力紐帶就會被拉伸或打破。地球是一顆小行星，只有太陽質(zhì)量的百萬分之三。我們的星球因太陽及其強大的引力而存在，如果另一顆恒星闖入我們整齊的排列，地球?qū)⑼耆苄乱Ψ妒降闹洹?br>一篇新論文研究了如果一顆流氓恒星來到距離太陽100天文單位以內(nèi)會發(fā)生什么。論文的標(biāo)題是“太陽系的未來軌跡:100天文單位內(nèi)恒星相遇的動力學(xué)模擬”它出現(xiàn)在預(yù)印服務(wù)器arXiv上，并將發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月報》上。主要作者是Sean Raymond，他是CNRS波爾多天體物理實驗室(國家科學(xué)研究中心)和波爾多大學(xué)的天文學(xué)家。
我們知道太陽系穩(wěn)定的可預(yù)測性不會持久。太陽將繼續(xù)演化，在未來的十億年里，會變得更加明亮。地球非常接近可居住帶的內(nèi)部邊緣。只要稍微靠近太陽一點，讓液態(tài)水在地表持續(xù)存在的微妙平衡就會被打破。
在同樣的10億年范圍內(nèi)，大約有1%的機會遇到一顆流氓恒星。如果發(fā)生這種情況，地球會發(fā)生什么？地球會被推出可居住區(qū)嗎？
“地球還有大約10億年的可居住表面條件，”作者寫道。那是在一個封閉的系統(tǒng)中，我們的太陽系大部分都是這樣?！半m然行星的軌道演化很大程度上是由長期和共振的擾動決定的，”作者解釋說，“經(jīng)過的恒星會對行星的軌道產(chǎn)生重大影響。"
如果一顆路過的恒星靠近了，那么我們的太陽系就不再是一個封閉的系統(tǒng)。
大多數(shù)流氓恒星，也被稱為星系間恒星或超高速恒星，因為它們的軌道會帶它們離開銀河系，不會靠近地球。例如，卡帕仙后座距離我們4000光年，永遠不會靠近。其他的，比如范德比爾特大學(xué)的天文學(xué)家在2012年發(fā)現(xiàn)的675顆流氓恒星，在與銀河系的超大質(zhì)量黑洞糾纏后被驅(qū)逐，它們的軌跡沒有把它們帶到地球附近。
即使在銀河系，空間也大多是空的，大多數(shù)恒星飛越永遠不會接近另一個太陽系。研究人員解釋說:“從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，在當(dāng)前的銀河系附近，大約每100個Gyr才會發(fā)生一次距離小于100 au的飛越，這將強烈影響行星的軌道?！?br>雖然可能性很小，但還是有可能的。當(dāng)你把銀河系作為一個整體來看時，幾乎可以肯定的是，在銀河系的某個地方，一顆恒星將會在另一顆恒星的100天文單位范圍內(nèi)飛過。如果那顆星是我們的太陽，地球會怎么樣？
該小組進行了N體模擬，試圖確定地球的潛在后果。他們從太陽系的八顆行星開始，增加了一顆流氓星。他們將模擬的流氓恒星的質(zhì)量與我們恒星附近的恒星質(zhì)量進行了匹配。他們還將流氓恒星的速度與鄰居進行了匹配。他們模擬了恒星的不同速度和軌跡，以觀察地球的結(jié)果范圍。研究人員總共進行了12000次模擬。
“如果一顆恒星在距離太陽100天文單位的范圍內(nèi)經(jīng)過，那么所有八顆太陽系行星都有很大的機會存活下來，”作者寫道。有超過95%的可能性沒有行星會消失。
飛掠造成的角動量赤字(AMD)在很大程度上決定了接下來會發(fā)生什么。AMD是對行星系統(tǒng)軌道激勵及其長期穩(wěn)定性的一種度量。根據(jù)這個定義，它是“一個理想化的系統(tǒng)和真實系統(tǒng)的相同行星在圓形和平面軌道上繞著相同的半長軸運行，以及真實行星系統(tǒng)的角動量的規(guī)范”之間的差異。
但是，當(dāng)我們太陽系的一顆行星丟失時，會是什么樣子呢？
模擬產(chǎn)生了不同的結(jié)果。水星是最脆弱的，當(dāng)它與太陽相撞時，有時會丟失。其他結(jié)果包括地球與金星相撞，冰巨人天王星和海王星的噴射，只有地球和木星幸存，或者只有木星幸存。在一個世界末日的結(jié)局中，所有八顆行星都被驅(qū)逐。
其他結(jié)果沒有那么引人注目。所有八顆行星都沒有受到干擾，所有八顆行星都受到輕微干擾，或者所有八顆行星都受到高度干擾。
雖然在大多數(shù)模擬中，所有八個行星都幸存了下來，但是幸存可能意味著不同的事情。即使它們留在太陽系中，仍然受太陽引力的束縛，它們的軌道也會被打亂。有些甚至可以被推入奧爾特云。
研究人員還列出了行星毀滅的十種最有可能的結(jié)果。他們寫道:“我們確定了行星可能消失的最常見途徑，記住如果一顆恒星在100天文單位內(nèi)經(jīng)過，有大于或等于95%的機會不會失去行星。”
水星與太陽相撞(概率2.54%)。火星與太陽相撞(1.21%)。金星撞擊另一顆行星(1.17%)。天王星被彈出(1.06%)。海王星被彈出(0.81%)。水星撞擊另一顆行星(0.80%)。地球撞擊另一顆行星(0.48%)。土星被彈出(0.32%)?；鹦亲矒袅硪活w行星(0.27%)。地球與太陽相撞(0.24%)。
當(dāng)談到被噴射的行星時，天王星和海王星面臨著最糟糕的情況。這并不奇怪，因為它們離太陽最遠，受引力的束縛也最弱。同樣不足為奇的是，水星與太陽相撞的幾率最高。作為質(zhì)量最小的行星，它面臨著由于恒星飛越而產(chǎn)生擾動的更大風(fēng)險。
當(dāng)談到地球時，有各種各樣的潛在結(jié)果。在上面的列表中，地球有0.48 %的幾率與另一顆行星相撞。但是另一個潛在的命運正等待著地球，這并不令人愉快:被放逐到奧爾特云。
“地球在奧爾特云中的長期生存是沒有保證的，”作者面無表情地說。
模擬的另一個奇特結(jié)果值得考慮:地球被路過的恒星捕獲。該模擬中有一顆質(zhì)量略小于太陽的恒星，以相對較低的速度接近我們的太陽系。正如我們所知，結(jié)果是太陽系的毀滅性毀滅。地球拋棄了太陽，帶著這顆恒星跑了，而其他六顆行星撞上了太陽。唯一幸存的行星是木星。這并不奇怪，因為它是最大的行星。
這篇論文展示了廣泛的結(jié)果，包括月球撞擊地球，地球和月球都被路過的恒星捕獲，甚至所有的行星及其衛(wèi)星都被摧毀。但是這一切發(fā)生的可能性極低。
但是在這樣的遭遇中，地球保持可居住的可能性有多大呢？如果地球的軌道改變了，那么地球?qū)兊酶蚋洹?br>還有更多潛在的命運。地球可以作為一個流氓星球生存一百萬年左右，直到地表凍結(jié)?；蛘撸绻娴谋荒穷w流氓恒星捕獲了，它會以某種新的方式適合居住。
最終，100 au恒星飛越的幾率微乎其微。模擬顯示，如果真的發(fā)生了，目前最有可能的結(jié)果是所有八顆行星都幸存下來，盡管它們的軌道與現(xiàn)在略有不同。
“盡管潛在的進化途徑多種多樣，但我們太陽系的現(xiàn)狀不會改變的可能性很高，”作者總結(jié)道。

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