浙江
太阳系里曾经可能挤着五六颗巨行星，而不是今天我们熟悉的四颗。
一项刚刚发表在《伊卡洛斯》杂志上的新研究给出了迄今最系统的计算证据：太阳系在大约40亿年前经历了一场堪称"行星大洗牌"的动力学动荡，一颗原本存在的冰巨星在这场混乱中被彻底甩出了太阳系，留下的引力余震几乎摧毁了天王星和木星的全部卫星，并可能在废墟上催生了天王星卫星米兰达的诞生。
一场40亿年前的"行星大逃杀"
研究团队以悉尼大学天文学家为核心，分析了从近万个候选方案中精心筛选出的122个早期太阳系计算机模拟模型，每个模型都能大致重现今天外太阳系的关键特征。
他们追踪的场景，是天文学界著名的"尼斯模型"所描述的那段混沌岁月。大约在行星形成后不久，外太阳系的巨行星轨道变得极不稳定，木星、土星、天王星、海王星彼此之间发生了一系列近距离引力飞掠，有如台球桌上的球互相撞击，最终才各归其位，稳定在今天的轨道上。
而现在，研究人员将目光锁定在了一个此前较少被深入检验的问题上：在这场轨道大乱斗中，这些巨行星的卫星究竟怎样了？
结果令人震惊。在1464组卫星模拟运行中，天王星卫星系统和木星卫星系统的稳定存活率均低于15%。研究人员直白地写道，在所有测试的情景中，只有大约1%的概率，天王星和木星的卫星能同时在同一场动荡中幸存下来。
推动这一结论的关键因素，是那颗"消失的行星"。
尼斯模型的现代版本本就包含一种设定：太阳系最初拥有五颗或六颗巨行星，而非四颗，多出来的一两颗冰巨星在动力学不稳定期间被引力弹射出了太阳系。研究团队在模拟中同时测试了五行星版本和六行星版本，发现当这颗"流浪冰巨星"在出局之前掠过天王星附近时，其巨大引力几乎无可避免地会对天王星的卫星系统造成致命扰动。
天王星的卫星们没能整体飞向太空，而是在高速碰撞中彼此撞击，形成了一片巨大的冰屑区域。随着时间推移，这些碎片在引力作用下重新聚合，被认为是天王星最内侧小卫星米兰达的形成机制之一。
研究人员进一步指出，天王星的卫星可能至少经历了两次重大扰动：第一次是导致天王星极端轴倾斜的那场撞击事件，第二次正是巨行星不稳定性本身引发的轨道混乱。米兰达那崎岖异常的表面地形，或许就是这两次"浩劫"留下的疤痕。
行星模拟有多难，结论就有多珍贵
理解这项研究的份量，需要先对太阳系动力学模拟的难度有所体感。
这类模拟要在计算机中同时追踪数颗行星、数十颗卫星、太阳，以及掠过的大量太空岩石之间数百万年尺度的引力相互作用，计算量极为惊人。研究团队引用的原始不稳定性模拟，每套运行耗时中位数约为1292小时，接近两个月，最长的一套跑了将近三个月。
这也是为什么这项研究选择从近万个候选模拟中筛选出122个符合现代太阳系观测约束的样本，再进行细化的卫星稳定性测试，总计完成了超过1400次模拟，才得出最终结论。
这不是一项轻描淡写的推测，而是目前在统计意义上最为扎实的量化估算。
当然，研究人员也保持着科学应有的谨慎。他们在论文中坦承，计算机模拟无法捕捉到所有物理细节，比如卫星形成过程中的潮汐阻尼效应、原始卫星系统的初始构型差异等，都可能影响具体结论。后续还需要更多建模工作，才能逐颗确定天王星各个现有卫星的起源命运。
但有一点几乎可以确定：今天我们仰望夜空中那颗侧躺自转的天王星，以及它那五颗以莎士比亚戏剧角色命名的卫星，是一场惊心动魄的宇宙级碰撞幸存者，而那颗消失的第三颗冰巨星，早已在数十亿年前孤独地漂向了更深的黑暗。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
