星體核心的演變決定了引力。

(資料圖片僅供參考)

總有一天，行星會(huì)被彼此的引力反彈。

太陽(yáng)系概念圖顯示了四顆恒星和他們的行星。(圖片來(lái)源:華威大學(xué)/馬克·加里克)

天文學(xué)家預(yù)測(cè)，現(xiàn)在，這些緊密分布的行星在一種具有協(xié)調(diào)性的節(jié)奏下平衡，每一顆行星的運(yùn)行速度是最外層行星的兩倍——因此，最遠(yuǎn)的行星每完成一圈運(yùn)行，最近的行星就會(huì)完成兩圈，然后是四圈，而在附近的太陽(yáng)系中，離它們最近的四顆系外行星可能會(huì)像彈球一樣互相脫離，當(dāng)它們環(huán)繞的恒星死亡時(shí)，它們就會(huì)向外太空離心運(yùn)動(dòng)。

這四顆行星是距離地球135光年的天馬座HR 8799系統(tǒng)的一部分。這些行星的質(zhì)量都是木星的5倍多，圍繞著一顆有3000萬(wàn)到4000萬(wàn)年歷史的恒星運(yùn)行。

當(dāng)中恒星完成了8個(gè)。

但根據(jù)一項(xiàng)新的研究，一旦它們的恒星變成紅巨星——膨脹到原來(lái)的數(shù)百倍——這些巨大的球體將脫離恒星的引力控制，該研究模擬了系統(tǒng)引力平衡的變化。

該研究的主要作者、英國(guó)華威大學(xué)(University of Warwick)的物理學(xué)家德米特里·維拉斯(Dmitri Veras)在一份聲明中說(shuō):“行星會(huì)因引力而彼此分散?！薄霸谝环N情況下，最內(nèi)側(cè)的行星可能被逐出系統(tǒng)。或者，在另一種情況下，第三顆行星可能會(huì)被噴射出去。或者第二顆和第四顆行星可以互換位置。只要稍加調(diào)整，任何組合都是可能的?！?/p>

一旦你知道了兩個(gè)物體的質(zhì)量、速度和起始位置，了解兩個(gè)物體之間的引力相互作用就相對(duì)簡(jiǎn)單了。但如果再加上第三個(gè)主體，這個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案馬上就失效了。這種相互作用變得如此復(fù)雜，以至于正如數(shù)學(xué)家亨利·龐加萊1899年指出的那樣，沒(méi)有方程式支持預(yù)測(cè)三個(gè)物體在所有點(diǎn)上未來(lái)的位置。

再加上第四個(gè)和第五個(gè)，就像HR8799星系那樣，相互作用就更加復(fù)雜了。為了更好地理解這個(gè)行星彈球游戲是如何進(jìn)行的，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型，使他們能夠觀察在研究人員對(duì)行星的初始位置進(jìn)行輕微調(diào)整后，行星可以以無(wú)數(shù)種截然不同的方式隨機(jī)分散。

維拉斯說(shuō):“它們?nèi)绱酥?，彼此如此之近，現(xiàn)在唯一能讓它們保持節(jié)奏

不變的是它們軌道的位置。”“這四顆星都在這條鏈條上相連。一旦恒星失去質(zhì)量，它們的位置就會(huì)偏離，其中兩顆恒星就會(huì)相互分散，在這四顆恒星之間產(chǎn)生連鎖反應(yīng)?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)的模型，連同對(duì)這顆恒星在當(dāng)前階段所花費(fèi)的剩余時(shí)間的估計(jì)，預(yù)測(cè)這些行星很可能在未來(lái)30億年里保持它們的宇宙平衡行為——不管附近天體飛掠或星系運(yùn)動(dòng)引起的潮汐力造成的破壞性影響。但這場(chǎng)秀最終必須結(jié)束。這是對(duì)于一個(gè)行星系的恒星膨脹成一顆紅巨星時(shí)而言的。

恒星是由核聚變過(guò)程提供能量的——它們將氫原子結(jié)合成氦，然后釋放出巨大的能量。但當(dāng)恒星耗盡氫氣時(shí)，聚變反應(yīng)就會(huì)迅速停止，而活動(dòng)的突然下降會(huì)冷卻恒星的等離子體，降低熱壓，導(dǎo)致恒星被自身的重量吸入。

恒星的體積突然減小，反過(guò)來(lái)恒星的核心溫度重新升高，使其能夠融合更重的元素，并導(dǎo)致它向外膨脹，直到原來(lái)的數(shù)百倍。隨著時(shí)間的推移，當(dāng)這顆恒星耗盡更重的元素來(lái)融合時(shí)，它會(huì)脫離外層，留下明亮的白色內(nèi)核——一顆白矮星。

這個(gè)紅巨星階段預(yù)示著HR 8799自旋行星的末日，它們將分散到各個(gè)方向，將附近的碎片盤(圍繞恒星運(yùn)行的塵埃和巖石盤)中的物質(zhì)驅(qū)逐到恒星的大氣層中。這種類型的碎片特別受天文學(xué)家偏愛(ài)。因?yàn)樗梢詾樵S多其他白矮星系統(tǒng)的歷史提供見(jiàn)解。

維拉斯說(shuō):“這些行星在不同的位置圍繞白矮星運(yùn)行，很容易將仍然存在的碎片踢進(jìn)白矮星，以致污染?！薄癏R 8799行星系統(tǒng)印證了我們今天看到的被污染的白矮星系統(tǒng)。這是 預(yù)估行星系命運(yùn)的意義，不僅僅是觀察它們的形成?！?/p>

BY:Ben Turner

FY:jane

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