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雙星 在遙遠(yuǎn)的未來，恒星的飛躍或?qū)氐状輾栂?/h1>

在遙遠(yuǎn)的未來，恒星的飛掠將徹底摧毀太陽系。
能量消耗和瓦解
下次當(dāng)你和一群書呆子待在一起并且想成為聚會的焦點時，可以在交談中使用這個短語，當(dāng)他們疑惑的看著你時，你只需說這就是太陽系最終的宿命。
然后調(diào)整你的領(lǐng)帶，輕抿一口苦艾酒。

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隨著你的解釋引發(fā)的一系列后續(xù)問題，你可以深入解釋為太陽自身和銀河系將會是罪魁禍?zhǔn)祝氵€可以談及一項新研究。
研究名為“巨大不平等和外太陽系的動力解體”。其主要負(fù)責(zé)人是喬恩辛克（JonZink），畢業(yè)于加州大學(xué)洛杉磯分校天文和天體物理系，該論文被發(fā)表在《天文期刊》上。
人類一直都在思考關(guān)于太陽系的最終宿命，在論文的引言中，作者寫道：“對太陽系動態(tài)穩(wěn)定度的理解成為天體物理學(xué)最古老的追求之一，追溯到牛頓自身，他曾經(jīng)推斷出行星之間的相互作用將最終導(dǎo)致天體系統(tǒng)的動蕩，”但因為當(dāng)時微擾理論并不存在，所以連牛頓自己也無法解釋清楚。
兩百年前，牛頓曾想過星體之間的相互作用是否將最終導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定，但是牛頓領(lǐng)帶著身美酒在手了嗎？歷史學(xué)家也無法確定。

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《艾薩克牛頓肖像》（1642—1727）作者為戈弗雷科雷爾
牛頓至少有一部分是正確的，但是決定一個像太陽系一樣復(fù)雜的系統(tǒng)的未來并不是一件容易的事情，尤其是對一個需要花費數(shù)十億年的時間去呈現(xiàn)的事件進(jìn)行科學(xué)預(yù)測。
在這項新研究中，作者開展了一系列所謂的n體模擬，這是天文學(xué)和天體物理學(xué)中的常用工具。N體模擬是對相互作用粒子的動態(tài)系統(tǒng)的模擬，即使在這個情況下，粒子就是行星和太陽。
在幾十億年內(nèi)，太陽系的關(guān)鍵——太陽——將會發(fā)生劇烈的變化。在太陽中發(fā)生的氫原子核聚變將會逐漸減少，這也就意味著太陽將會逐漸度過它的主序時期，并進(jìn)入下一階段。它將會膨脹成一顆紅巨星，并將吞噬水星、金星甚至地球。(火星能否存活尚不確定，但由于它的質(zhì)量很輕，它的存活與否并不會對大型帶外行星產(chǎn)生太大影響。)

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【 雙星|在遙遠(yuǎn)的未來，恒星的飛躍或?qū)氐状輾栂?/strong>】
藝術(shù)家對類太陽恒星和紅巨星的結(jié)構(gòu)的印象（非按比例）。圖源：ESO
你可能會問：“一旦地球消失，誰還會去關(guān)心接下來會發(fā)生什么？為什么要為這些模擬的結(jié)果而費心呢？”好吧，或許人類在那時已經(jīng)移居到太陽系的更遠(yuǎn)處了呢。但不管我們那時有沒有這樣做，我們?nèi)孕柚捞栂档拿\。
當(dāng)然，隨著太陽膨脹成紅巨星，它也會開始失去質(zhì)量。事實上,它可能會在接下來的70億年左右的時間里失去其一半的質(zhì)量。質(zhì)量的損失將會是極具破壞性的，因為這將會使太陽系的行星和其他星體的軌道變得固定。
太陽的膨脹很可能將意味著帶內(nèi)巖質(zhì)行星的完結(jié)。一同完結(jié)的，還有人類，或是其遙遠(yuǎn)的，無法辨認(rèn)的，在木衛(wèi)二的海洋里或是其他地方堅守生命的后代。

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隨著太陽的演化，它將成為一顆紅巨星，并逐步增加它的體積，直到它吞噬了所有帶內(nèi)行星。圖源：RoenKelly
如果沒有太陽的質(zhì)量所產(chǎn)生的引力來維系軌道，太陽系的帶外行星將會變得不受控制，就像個在苦艾酒派對中呆了五天的貴族一樣。它們的軌道行為將會變得既無法預(yù)測也不穩(wěn)定，有可能會飄到更遠(yuǎn)的太空中去。
目前為止的這些都不是新知識。作者說到：“由于太陽將損失其將近一半的質(zhì)量，巨行星的軌道將會擴(kuò)張。”然而，Zink和他的同事想要了解這之后將會發(fā)生什么。根據(jù)他們的研究，一些行星將會有另一段相對穩(wěn)定的時期。
這一絕熱過程維持著行星運行軌道周期比，但行星之間的相互作用力與平均運動共振幅度的增加，使得木星和土星獲得了一個5:2的穩(wěn)定共振位形。
但是這些有著復(fù)雜特性且逐漸被拉伸的軌道，使得均衡狀態(tài)無法維系。這種缺乏太陽質(zhì)量錨定效應(yīng)的新位形很容易受到如作者在文章里提到的“來自恒星飛越時相互作用的擾動”。在他們的模擬實驗中，這一點是我們難以想象出來的已經(jīng)是白矮星的太陽。
因此，在大約30個公轉(zhuǎn)周期內(nèi)，恒星的接近會使得行星受到擾動并使行星向著5:2共振下的無序子域運行，這會引發(fā)大范圍的波動，并最終在10個公轉(zhuǎn)周期后導(dǎo)致除一顆行星外的所有行星被迅速彈出軌道。

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