轨道|天文学家:太阳系消失时间或早于预期

参考消息网12月6日报道西班牙《阿贝赛报》网站11月30日发表题为《太阳系将比预想的更早消失》的报道 , 全文摘编如下:
我们知道 , 所有恒星终将熄灭 , 包括太阳 。 太阳“死亡”时 , 将把大部分物质喷射进太空 , 只留下一个致密的核 , 形成一颗白矮星 。 随着时间推移 , 这颗白矮星将逐渐冷却 , 最终成为冰冷、漆黑的岩石 。
没有人能亲眼目睹这件事发生 , 因为彼时地球已不存在了 。 但这件事究竟会于何时发生呢?太阳系的其他行星能存活下来吗?几个世纪以来 , 物理学家和天文学家一直在尝试回答这些问题 。 美国《天文学杂志》最新公布的预测结果显示 , 太阳系行星消失的时间将比我们预想的早得多——大约在1000亿年后 , 彼时将只留下“垂死的”太阳 。
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校天文学家乔恩·津克、加州理工学院的康斯坦丁·巴特金和密歇根大学的弗雷德·亚当斯在文章中写道:“了解太阳系的长期动态稳定性是天体物理学领域最久远的任务之一 , 可以追溯至牛顿时期 。 据牛顿推测 , 行星之间的相互作用最终将导致太阳系不稳定 。 ”
然而 , 进行必要的计算比想象的要复杂得多 。 事实上 , 这个动态系统中的天体数量越多 , 情况就越复杂 , 预测其行为的难度也将上升 。 这就是所谓的“N体问题” 。
早在1999年 , 天文学家就预测太阳系将在至少100亿亿(10的18次方)年间慢慢分崩离析 。 据天文学家估计 , 100亿亿年正是木星和土星轨道共振“解耦”天王星所需的时间 , 那将是末日的开端 。
津克团队称 , 这一估算结果并未考虑到某些重要影响因素 , 而这些因素可能导致太阳系更早失衡 。
因素1:太阳
众所周知 , 我们的最终命运与太阳的最终命运息息相关 。 太阳发光已接近50亿年 。 一切证据表明 , 太阳的氢储备足以使其再发光50亿年 。 燃料耗尽后 , 太阳将在引力的作用下坍缩 。 引力将无阻碍地压缩太阳 , 直至其温度达到氦核燃烧的水平 。 氦是太阳在整个生命过程中一直在合成的元素 。
当这个“核熔炉”再次被点燃时(此时燃烧的不再是氢 , 而是氦) , 太阳“将反弹”并膨胀 , 如同一个巨大的橙色气球 , 变得比之前更大 。 到那时 , 太阳将改头换面 , 成为吞噬邻近星球——水星、金星和地球——的“红色巨人” 。 此后 , 太阳将失去近乎一半的质量 , 剩余部分形成一颗白矮星 。
太阳失去质量将导致其对剩下行星的引力减小 。
因素2:银河系
研究人员认为 , 在太阳系绕银河系中心旋转的过程中 , 其他恒星将不可避免地靠近太阳系行星并干扰它们的轨道 , 这种情况大约每2300万年就会发生一次 。
研究称:“如果我们考虑太阳质量的损失和外太阳系行星轨道的‘膨胀’ , 那么太阳系行星与其他恒星‘邂逅’将产生更大的影响 。 ”
在考虑这些额外影响因素的情况下 , 津克团队对外太阳系行星进行了10次N体模拟 。 模拟过程分为两个阶段 , 即太阳质量损失之前和之后 。
虽然10次模拟称不上可靠的统计样本 , 但研究人员发现 , 每次的模拟结果总是类似的:太阳逐渐演变成白矮星后 , 外太阳系行星的轨道半径将延长(原因是引力减小) , 但仍保持相对稳定 。 木星和土星形成5∶2的轨道共振 , 换句话说 , 木星每绕太阳运行5圈 , 土星就会绕太阳运行两圈 。 这种共振已被人多次提及 , 其中就包括牛顿本人 。
【轨道|天文学家:太阳系消失时间或早于预期】无论如何 , 有一件事可以肯定:当这一切发生时 , 人类已经灭亡很久了 , 不会有人亲眼目睹这一切 。

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