北京
一项新研究认为，太阳系的结局可能比此前估计的来得更快——太阳系的动力学寿命，从1018年急剧缩短至太阳变成白矮星后的约10亿年。而制造混乱的不是路过的恒星，恰恰是太阳自己。这项研究由美国加州理工学院与密歇根大学完成，发表在最新的《天体物理学报快报》上。
过去学界的主流看法是：太阳在约50亿年后膨胀为红巨星，抛掉外层物质后成为白矮星。这一步之后，引力减弱会让木星、土星、天王星、海王星的轨道整体外移，但排列仍保持格局。即使算上太阳质量损失和偶然路过的恒星扰动，太阳系自身动力学寿命也被估到1018年。
新研究推翻的正是其中的关键假设：太阳的质量损失并非平稳进行。团队从欧洲空间局已退役的盖亚探测器数据中找到了线索——在包含白矮星的宽距双星系统里，新生白矮星普遍带有小幅速度反冲。最合理的解释是，恒星不是向四面八方均匀抛撒外壳，而是通过一次次方向各异的间歇性喷发把物质甩出去，自身则被反向推动。
把这种随机的物质抛射代入模拟后，图景大变。在团队设定的参数下，太阳死亡过程中大约经历4600次抛射，每次抛出约33个地球质量的物质，使太阳的速度改变约7米/秒。单次影响微乎其微，但方向随机、次数众多，效果逐渐累积，足以改写各行星轨道之间的关系。
团队筛选出近700次模拟中最贴近真实的情景，显示外围行星在太阳尚未抛完外层物质时，就开始轨道交叉，最早的情形出现在太阳仅损失约10%质量的时候。等到太阳真正变成白矮星，40%的情景中整个外围系统已陷入混乱：天王星和海王星可能互换位置，甚至闯入木星的轨道范围；土星有可能被彻底甩出，沦为在星际空间漂泊的流浪行星。十次模拟中有九次，至少一颗巨行星被抛入星际空间。综合来看，太阳系会在太阳成为白矮星后的约10亿年内寿命终结。
据此，外围太阳系的动力学寿命可能比此前估计的要短得多。这一机制还顺带解释了一个悬而未决的观测现象：微引力透镜巡天暗示银河系中自由漂浮的行星数量，可能与恒星数量相当，现在看来，垂死恒星的抛射过程可能正是它们的主要来源。
论文最后也回应了牛顿当年的担忧：太阳系终会失稳。这一点没错，只是“肇事者”并不是行星之间的相互拉扯。
【总编辑圈点】
太阳不是安静地老去，而是临终前一阵阵地“打嗝”，顺便把几大行星的轨道搅乱。这也解释了银河系里为啥有那么多流浪行星——它们原本也是有家的。不过，太阳系的终结显然不是迫近的威胁：太阳离进入红巨星阶段还有约50亿年。而对地球来说，更早的麻烦来自太阳自身的持续增亮：地球很可能在太阳膨胀之前就已不再适合现有生命生存。
（原标题为《模拟显示太阳系“剩余寿命”将大幅缩短 土星可能被甩出沦为流浪行星》）
来源：张梦然/科技日报
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