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天文学家预测,太阳系附近的四颗行星可能会在它们周围的太阳死亡时相互弹开,坠入外层宇宙。

这四颗行星是HR 8799的一部分,HR 8799位于飞马座,距离地球135光年。这些行星中的每一颗的质量都是木星的五倍以上,并且围绕一个年龄在3000万到4000万年之间的太阳运行。

现在,间隔很近的行星被锁定在一个完美的节奏中,每颗行星的轨道速度是下一颗最外层行星的——倍。所以最远的行星每完成一个轨道,下一个最近的行星将完成两个,最后四个中的一个,最靠近太阳的一个将完成八个。

然而,根据一项模拟系统引力精细平衡变化的新研究,一旦他们的太阳变成红巨星3354,膨胀到原来大小的几百倍,这些大球体将脱离太阳的引力操纵。

英国华威大学的物理学家德米特里维拉斯(Dmitri Veras)在一份声明中说:“行星会因引力而相互散开。”“在一种情况下,最里面的行星可能会被逐出系统。或者,在另一种情况下,第三颗行星可能被弹出。或者第二和第四颗行星可以交换位置。只要稍加调整,任何组合都是可能的。”

一旦知道了一个物体的质量、速度和起始位置,理解两个物体之间的引力相互作用就相对简单了。但是添加第三个主题,简单的解决方案立即失效。这种相互作用已经变得如此复杂,以至于正如法国数学家亨利庞加莱在1899年指出的那样,没有一个方程可以预测所有三个物体在所有未来时间点的位置。

再加上第四个和第五个,就像在HR8799太阳系一样,相互作用更加复杂。为了更好地理解这种行星弹球游戏可能是如何进行的,该团队创建了一个计算机模型,使他们能够查看大量的模型。在研究人员仅仅稍微调整了他们的起始位置之后,行星可能会以完全不同的方式散开。

“它们是如此之大,彼此又如此接近,现在唯一能让它们保持这种完美节奏的就是它们的轨道位置。”维拉尔斯说。“这四者在这个链条中是相互关联的。一旦太阳失去质量,它们的位置就会偏离,然后其中的两个就会彼此分散,在所有四个之间引起连锁反应。”

该团队的模型和对太阳当前阶段剩余时间的估计预测,这些行星很可能在未来30亿年内保持其宇宙平衡状态,3354不管附近太阳飞越或宇宙岛屿运动引起的潮汐力的任何破坏性影响。但是表演最终必须结束。对于这个行星岛系统来说,当它的太阳膨胀成红巨星时,就会发生这种情况。

它们以太阳的核聚变过程为动力,结合氢原子形成氦,氦又释放出大量能量。但当太阳氢耗尽时,聚变反应会被喷射出来,活性的突然下降会冷却太阳的等离子体,降低热压力,导致太阳被自身重量吸走。

另一方面,花椰菜网状结构的突然缩小重新加热了太阳的核心,使其能够融合更重的元素,并使其向外扩张,扩张到原来的几百倍。随着时间的推移,当太阳耗尽了用于聚变的重元素时,它将脱落其外层,留下一个明亮的白色核心3354,即白矮星。

这个红巨星阶段预示着HR 8799旋转行星的厄运。这些行星将向四面八方散开,将附近碎片圆盘(围绕太阳旋转的尘埃和岩石圆盘)中的物质驱入太阳大气层。天文学家对这种类型的碎片特别感兴趣,因为它可以提供对许多其他白矮星宇宙岛系统古代的见解。

“这些行星在不同的位置围绕白矮星运动,很容易将任何仍然存在的碎片踢入白矮星并污染它。”维拉尔斯说。“Line HR 8799宇宙岛系统代表了我们今天看到的被污染的白矮星宇宙岛系统的预览。它证明了计算宇宙岛系统命运的价值,而不仅仅是观察它们的形成。”

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