北京
太阳系早期可能比我们想象的更拥挤。一项新研究通过计算机模拟发现，木星和天王星现有的卫星系统能保存至今，很可能要感谢一颗早已消失的巨大行星——这颗“失落星球”在数十亿年前的引力混战中牺牲了自己，换来了其他卫星的存活机会。
这项由克莱门特及其同事主导的研究，通过122次计算机模拟重建了早期外太阳系的可能历史。他们测试了不同的行星初始组合与迁移路径，反复运行每个版本的太阳系历史，记录哪些版本更可能演化出我们今天看到的外太阳系。研究人员特别关注气态巨行星木星和冰巨行星天王星的卫星系统。
模拟结果揭示了一个令人意外的概率：木星卫星在行星迁移潮中存活下来的比例不到15%，而天王星卫星的存活率仅约9%。更值得注意的是，对某一组卫星有利的演化情景，往往对另一组卫星不利。这意味着现有卫星系统的存在本身，就是一个低概率事件。
长久以来，天文学家怀疑太阳系在45亿年历史中至少失去过一个世界。证据显示，大约30亿至40亿年前，太阳系最大的几颗行星绕太阳运行的轨道远比今天更近，彼此距离也更紧凑。四颗巨行星——木星、天王星、土星和海王星——通过一系列引力相互作用，逐渐迁移到目前的轨道位置。
研究团队在论文中写道：“行星间的相遇，以及由此导致的轨道变化，被认为在塑造整个太阳系许多小天体种群方面发挥了关键作用。”其他天文学家团队也曾在小行星和其他小天体的轨道中寻找巨行星运动的线索，像研究足迹一样重建它们如何被移动中的巨行星引力推拉到现在的位置。
木星和天王星的卫星提供了特别有价值的线索，因为它们很可能在太阳系历史的大部分时间里，一直保持在绕行星的现有轨道附近。木星的卫星处于一系列轨道共振中，这种共振只能在卫星在漫长时期中彼此轻微牵引的情况下形成。陨击记录也显示，木星的卫星非常古老。
模拟结果指向一个令人困惑的推论：要形成今天的卫星布局，太阳系早期可能需要一颗额外的巨大行星来缓冲引力扰动。这颗行星在混乱中自己被甩出或毁灭，却让木星和天王星的卫星系统得以保全。我们眼中“正常”的太阳系，实际上是一个侥幸存活的稀有样本。
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