星體核心的演變決定了引力。

(資料圖片僅供參考)

總有一天，行星會被彼此的引力反彈。

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

天文學(xué)家預(yù)測，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，每一顆行星的運行速度是最外層行星的兩倍——因此，最遠的行星每完成一圈運行，最近的行星就會完成兩圈，然后是四圈，而在附近的太陽系中，離它們最近的四顆系外行星可能會像彈球一樣互相脫離，當它們環(huán)繞的恒星死亡時，它們就會向外太空離心運動。

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3000萬到4000萬年歷史的恒星運行。

當中恒星完成了8個。

但根據(jù)一項新的研究，一旦它們的恒星變成紅巨星——膨脹到原來的數(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:“行星會因引力而彼此分散。”“在一種情況下，最內(nèi)側(cè)的行星可能被逐出系統(tǒng)?；蛘?，在另一種情況下，第三顆行星可能會被噴射出去。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。”

一旦你知道了兩個物體的質(zhì)量、速度和起始位置，了解兩個物體之間的引力相互作用就相對簡單了。但如果再加上第三個主體，這個簡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，沒有方程式支持預(yù)測三個物體在所有點上未來的位置。

再加上第四個和第五個，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行星彈球游戲是如何進行的，該團隊創(chuàng)建了一個計算機模型，使他們能夠觀察在研究人員對行星的初始位置進行輕微調(diào)整后，行星可以以無數(shù)種截然不同的方式隨機分散。

維拉斯說:“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?！薄斑@四顆星都在這條鏈條上相連。一旦恒星失去質(zhì)量，它們的位置就會偏離，其中兩顆恒星就會相互分散，在這四顆恒星之間產(chǎn)生連鎖反應(yīng)?！?/p>

該團隊的模型，連同對這顆恒星在當前階段所花費的剩余時間的估計，預(yù)測這些行星很可能在未來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動引起的潮汐力造成的破壞性影響。但這場秀最終必須結(jié)束。這是對于一個行星系的恒星膨脹成一顆紅巨星時而言的。

恒星是由核聚變過程提供能量的——它們將氫原子結(jié)合成氦，然后釋放出巨大的能量。但當恒星耗盡氫氣時，聚變反應(yīng)就會迅速停止，而活動的突然下降會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，反過來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，直到原來的數(shù)百倍。隨著時間的推移，當這顆恒星耗盡更重的元素來融合時，它會脫離外層，留下明亮的白色內(nèi)核——一顆白矮星。

這個紅巨星階段預(yù)示著HR 8799自旋行星的末日，它們將分散到各個方向，將附近的碎片盤(圍繞恒星運行的塵埃和巖石盤)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。因為它可以為許多其他白矮星系統(tǒng)的歷史提供見解。

維拉斯說:“這些行星在不同的位置圍繞白矮星運行，很容易將仍然存在的碎片踢進白矮星，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)估行星系命運的意義，不僅僅是觀察它們的形成?！?/p>

BY:Ben Turner

FY:jane

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