新研究列出了流氓恒星可能給我們的太陽系帶來厄運的方式

恒星被引力固定在它們的星系上，并與周圍環境協調運動。但有時，有些事情會打破這種聯系。如果一顆恒星離超大質量星太近黑洞例如，黑洞可以將其作為流氓恒星驅逐到太空中。

如果其中一個恒星闖入者離得太近，地球會發生什么？

這種情況不太可能發生，但幾率不為零。

幾十億年后，我們的太陽系已經進化成久坐不動的可預測性。行星在運動時移動，而太陽則懶洋洋地坐在這一切的中間。

但是，如果另一顆恒星離得太近，那么保持一切正常運轉的無形引力鍵就會被拉伸或破壞。

地球是一顆小行星，質量只有太陽的百萬分之三。我們的星球在太陽及其強大的引力的異想天開下存在，如果另一顆恒星肩負著進入我們整齊的排列，地球將完全受新引力范式的擺布。

一篇新論文研究了如果一顆流氓恒星來到距離太陽100天文單位以內會發生什么。這篇論文的題目是”太陽系的未來軌跡：100天文單位內恒星相遇的動態模擬。“ 它將發表在英國皇家天文學會月刊.主要作者是波爾多天體物理學實驗室、CNRS（國家科學研究中心）和波爾多大學的天文學家肖恩·雷蒙德（Sean Raymond）。

我們知道，太陽系中穩定的可預測性不會持續下去。太陽將繼續演化，在接下來的十億年里，太陽將變得更加明亮。地球非常接近宜居帶的內緣。只有離太陽更近一點，讓液態水在表面持續存在的微妙平衡就會被破壞。

在同樣的10億年范圍內，大約有1%的幾率與流氓之星.如果發生這種情況，地球會發生什么？地球會被推出宜居帶嗎？

“地球還剩下大約十億年的宜居表面條件，”作者寫道。那是在一個封閉的系統中，在大多數情況下，我們的太陽系就是這樣。

“雖然行星的軌道演化很大程度上是由長期和共振擾動決定的，”作者解釋說，“但經過的恒星會對行星的軌道產生重大影響。

如果一顆經過的恒星接近，那么我們的太陽系就不再是一個封閉的系統。

大多數流氓明星，也稱為星系際恒星或超高速恒星，因為它們的軌跡將把它們帶出銀河系，遠離地球。仙后座河童例如，距離我們4000光年，永遠不會接近。其他的，比如675 流氓明星范德比爾特大學的天文學家于2012年發現，在與銀河系的超大質量黑洞糾纏后被拋射出去，他們的軌跡使它們沒有接近地球。

即使在銀河系中，太空也大多是空的，大多數恒星飛越永遠不會接近另一個太陽系。

“從統計學上講，小于100天文單位的飛越，這將強烈影響行星的軌道，在目前的銀河系附近，大約每100個回旋流只發生一次，”研究人員解釋說。

雖然幾率很低，但這是有可能的。當你把整個銀河系看作一個整體時，幾乎可以肯定，在銀河系的某個地方，一顆恒星飛越的恒星將到達另一顆恒星的100天文單位以內。

如果那顆恒星是我們的太陽，地球會發生什么？

該團隊進行了N體模擬，試圖確定地球的潛在結果。他們從太陽系的八顆行星開始，并增加了一顆流氓恒星。他們將模擬的流氓恒星的質量與我們恒星附近的恒星質量相匹配。他們還將流氓恒星的速度與附近相匹配。他們模擬了恒星的不同速度和軌跡，以了解地球的結果范圍。研究人員總共進行了12,000次模擬。

“如果一顆恒星經過距離太陽100天文單位以內，那么所有八顆太陽系行星仍然很有可能幸存下來，”作者寫道。有超過95%的幾率不會丟失行星。

飛越導致的角動量赤字（AMD）在很大程度上決定了接下來會發生什么。AMD是衡量行星系統軌道激發及其長期穩定性的指標。這是“理想化系統，真實系統的相同行星在圓形和平面軌道上以與恒星相同的半長軸軌道運行，與真實行星系統的角動量范數”之間的區別。這個定義.

但是，當我們太陽系的一顆行星丟失時，它會是什么樣子呢？

模擬產生了不同的結果。汞是最脆弱的，有時在與太陽碰撞時會迷失方向。其他結果包括地球碰撞金星，冰巨行星的彈射天王星和海王星，只有地球和木星幸存下來，或者只有木星幸存下來。在一個世界末日的結果中，所有八顆行星都被拋射出去。

其他結果則不那么引人注目。所有八顆行星都未受擾動，所有八顆行星都受到輕微擾動，或者所有八顆行星都受到高度擾動。

盡管所有八顆行星在大多數模擬中都幸存下來，但生存可能意味著不同的事情。即使它們留在太陽系中，并且仍然受到太陽的引力束縛，但它們的軌道可能會受到極大的破壞。有些甚至可以被推到外面奧爾特云.

研究人員還列出了行星被摧毀的十種最可能的結果。

他們寫道：“我們確定了行星可能丟失的最常見途徑，請記住，如果一顆恒星在100天文單位內經過，那么沒有行星丟失的可能性大于或等于95%。

• 水星與太陽相撞（概率為2.54%）。
• 火星與太陽相撞（1.21%）。
• 金星撞擊另一顆行星（1.17%）。
• 天王星被噴射（1.06%）。
• 海王星被彈出（0.81%）。
• 水星撞擊另一顆行星（0.80%）。
• 地球撞擊另一個星球（0.48%）。
• 土星被彈出 （0.32%）。
• 火星撞擊另一顆行星（0.27%）。
• 地球與太陽相撞（0.24%）。

當談到被拋射的行星時，天王星和海王星面臨著最糟糕的幾率。這并不奇怪，因為它們離太陽最遠，而且與太陽的引力結合最弱。水星與太陽相撞的幾率最高也就不足為奇了。作為質量最小的行星，由于恒星飛越，它面臨著更大的擾動風險。

說到地球，有各種各樣的潛在結果。在上面的列表中，地球有0.48%的幾率與另一顆行星相撞。但另一個潛在的命運等待著地球，想想就不愉快：被放逐到奧爾特云。

“地球在奧爾特云中的長期生存并不能得到保證，”作者面無表情。

模擬的另一個奇特結果值得考慮：地球被經過的恒星捕獲。在那次模擬中，有一顆恒星的質量略小于太陽，并以相對較低的速度接近我們的太陽系。

結果是我們所知道的太陽系的毀滅性毀滅。地球拋棄了太陽，帶著這顆恒星跑了，而其他六顆行星則撞上了太陽。唯一幸存的行星是木星。這并不奇怪，因為它是最大的行星。

本文提出了廣泛的結果，包括月亮撞擊地球，地球和月球都被經過的恒星捕獲，甚至所有的行星和它們的衛星都被摧毀。但這種情況發生的幾率極低。

但是，在這樣的遭遇中，地球保持宜居的可能性有多大？如果地球的軌道發生變化，那么地球將因此變暖或變冷。

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，直到地表結冰。或者，如果它真的被流氓星俘虜了，它會以某種方式以某種新的安排居住。

歸根結底，100天文單位的恒星飛越的幾率是無限小的。模擬表明，如果它真的發生了，到目前為止，最有可能的結果是所有八顆行星都幸存下來，盡管它們的軌道與它們現在遵循的軌道略有不同。

“盡管潛在的進化途徑多種多樣，但我們太陽系目前的情況不會改變的可能性很高，”作者總結道。

本文最初由今日宇宙.閱讀原文.

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