宇宙在可预测的稳定与狂热的混乱之间摆动,而对于遥远未来的命运,人类长久以来总是抱持著过度乐观的幻想。在我们所处的太 阳系中,过去的天体力学计算曾让人们以为,即使太阳在数十亿年后耗尽燃料、缓慢蜕变为白矮星,外侧的巨行星们依然能够安然无恙地运行数兆年之久。然而,近期发表在《天文物理学快报》(TheAstrophysicalJournalLetters)上的研究指出,外太阳系的崩解可能比想象中要快上百倍,且凶手不是别人,正是未来的太阳自己。
过去的理论模型,多半假设当太阳在遥远的未来逐渐死亡、向太空中抛出外层气体时,过程会是平滑而稳定的。然而,由加州理工 学院的康斯坦丁·巴蒂金(KonstantinBatygin)与吉姆·富勒(JimFuller),以及密西根大学的弗雷德·亚当斯(FredAdams)所领 导的团队发现,当这种平滑性转为随机与细碎的颗粒状时,情况将彻底改观。太阳的质量流失并非安详流逝,而是会通过大约4,600次 随机且猛烈的“踢击”将物质喷发出去。
每一次的质量抛射,大约会将相当于33个地球质量的物质以类似太空人喷气移动的物理效应,把太阳微幅偏移,进而随机扰动周遭 的引力场。通过分析欧洲太空总署(ESA)盖亚(Gaia)卫星对白矮星周遭双星系统的观测数据并进行数百次电脑模拟,研究人员发现 :在近80%的模拟情境中,外侧行星在太阳尚未完全结束脱壳前,就会提早出现轨道交错的混乱现象;而在90%的模型里,整个太阳系甚至会在太阳变成白矮星后的30亿年内(即不到100亿年后)自我毁灭。
外太阳系的未来,在太阳死后的各种潜在的可能性。(Source:IOP)
在这场由内部动荡引发的行星大混乱中,天王星与海王星可能会互换位置并闯入内侧,木星与土星等巨行星甚至可能被无情地甩出 太阳系,沦为在星际空间中无家可归的流浪行星。这项研究彻底打破了过去认为行星系统能够安度晚年的美好神话,并提醒我们,宇宙中绝大多数类似太阳的恒星,其伴随的行星世界其实远比我们想象的还要脆弱。