假如我们太阳系里多了一颗超级地球会发生什么?将发生毁灭性作用
艺术家的概念将我们熟悉的地球与被称为55 Cancri e的异常奇怪的行星开展了对比(Image credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC))
(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(By Sharmila Kuthunur):假如我们太阳系里多了一颗行星,会发生什么?不是像假想中的行星那样在冥王星九英里之外的边缘,而是正好在火星和木星的中间?
依据模拟超级地球的新探究,这样的全球将对大多数行星的轨道导致严重破坏,超级地球是一个术语,用于刻画比地球更大但比气态巨行星更轻的后来才懂,山河远阔人间烟火全球,并记录了所有八颗行星的命运。结局显示,比所有其他行星加起来还要大的木星轨道上最微小的转变,都会对其他行星微妙平衡的轨道形成深远而毁灭性的作用。
“这一切就像繁琐的时钟齿轮一样岗位,”斯蒂芬·凯恩,加州大学河滨分校的天文学家,该探究的民生新闻分析唯一作者,在一份告示中说(在新标签中开启)。"把更多的齿轮放入组合中,它就全碎了."
我们的太阳系持久以来被觉得是所有行星操控系统的模板。但是,在过去的25年里,由于缺乏自己的超级地球,它迅速而坚定地成以便一个异类。
美国宇航局的系外行星搜寻任务,如开普勒和凌日系外行星调研卫星(TESS)合作天文学家认识到,这种行星在银河系中出奇地普遍:所有系外行星中有三分之一是超级地球。他们觉得我们的太阳系没有超级地球,由于木星在向小行星带迁移并再次返回时抑制了它的形成,在此期间,盘点原神这才是真相它向太阳发送了众多物质。所以,他们很难理解在其他太阳系中普遍的这样的全球,由于缺乏本地资料,否则这些资料将有助于他们模拟成分和其他属性。
凯恩在一封电子邮件中告诉Space.com,这是系外行星小区“常常感到沮丧的一个缘由”。"所以,我的探究旨在回答这个难题:假如你的愿望做到了,会怎么样?"
内侧的四颗行星尤其脆弱
超级地球的品质或许是我们地球的2到10倍,所以Kane模拟了各类品质的行星,并将它们放置在火星和木星之间的主小行星带的多个距离处。他从一个超级地球着手,成年人的工作:表白语录这个超级地球距离地球和太阳的距离是地球和太阳距离的两倍,即2个天文单位(AU;1.85亿英里或2.97亿公里),并一直增多到小行星带外缘的距离,为4 AU(3.71亿英里或5.97亿公里)。这导致了数以千计的模拟,每一个都着手于如今,落幕于一千万年后。每隔100年,凯恩记录了太阳系八大行星的每一个的后果。
这些结局表明,所有四个内行星——水星、金星、火星和地球——都尤其轻松受到轨道转变的作用;在许多状况下,若干或整体四颗行星被踢出了太阳系。数千次模拟中没有一次显示木星或土星离开。但在少数状况下,这两个气态巨行星的确抛弃了其他行星,含有新加入的超级地球本身以及天王星,导致其卫星之间的混乱。
凯恩说:“当这颗卫星被送出太阳系时,我不会对它维持在稳定的轨道上抱太大期盼。”
当像Gliese 163c这样品质是地球7倍的行星被放置在火星稍远处时,模拟显示所有四颗内行星的轨道都变得不稳定。地球和金星的轨道变得足够偏心或呈蛋形,以至于它们发生了“灾难性的近距离接触”它们轨道的改变释放出的能量转移到了水星上,不久后它就被踢出去了。火星只存活到中场休息,地球和金星在大约800万年后离开了。
假如我们太阳系里多了一颗超级地球会发生什么?将发生毁灭性作用
插图较为太阳系的行星和太阳在一样的规模。(图中显示了行星之间的相对比例,但它们的距离没有。)(Image credit: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
气态巨行星可以坚守自己的立场
与类地行星各异,气态巨行星,尤其是木星和土星,受额外行星的作用不那么严重。它们的轨道仅在平均运动共振(MMR)位置稍有不稳定,在这些特定位置,两颗行星的轨道周期是彼此的简易整数比。(例如,木星轨道比为3:1时,木星每管理一周,一个物体正好绕太阳管理三周。)
所以,当凯恩将同一个相似Gliese 163c的超级地球放置在小行星带外缘3.8天文单位处时,它最后与木星的比例为8:5,与土星的比例为4:1。结局,两个气体巨星的轨道都变得更为蛋形,以至于它们先移除了超级地球,后移除了天王星。凯恩的探究察觉,在这种状况下,即使外太阳系最轻微的转变也会严重作用内行星;例如,火星在天王星几百万年后被抛出。
凯恩在一封电子邮件中告诉Space.com:“在这项探究中,最让我惊讶的是全部太阳系架构对木星共振的敏感性。”。
依据这项探究,假如超级地球被放置在靠近小行星带末端的3au(2.78亿英里或4.47亿公里)附近,那么超级地球的加入是最不混乱的。凯恩觉得,在这里,它与大行星的相互作用最小,对太阳系的破坏也很小。
假如我们太阳系里多了一颗超级地球会发生什么?将发生毁灭性作用
艺术家对开普勒-62f的概念,这是一颗超级地球大小的行星,绕着一颗比太阳更小更冷的恒星管理,距离地球约1200光年。 (Image credit: NASA Ames/JPL-Caltech/Tim Pyle))
在这种状况下,“需要进一步探索的一个首要空白是太阳系在更长时间尺度上的稳定性(比如说,10亿年),”佛罗里达州理工学院的天文学家马纳斯维·林加姆(Manasvi Lingam)在一封电子邮件中告诉Space.com,他没有参与这项探究。
总的来说,这项探究表明“木星对太阳系的动力学是多么重大,”凯恩告诉Space.com,“即使相对较小的转变也能对我们操控系统的稳定性形成巨大的作用。”
超级地球在大多数太阳系中或许很普遍,由于像木星这样的巨型行星很少见:只有10%的类太阳恒星拥有像我们这样距离太阳很远的巨型行星,针对更老的恒星,这个数字会进一步下降。
凯恩说,探究人员常常猜测我们的太阳系是否可以在火星和木星之间可靠地容纳另一颗行星,答案似乎是响亮的“不”
凯恩在推特上写道:“假如你是一个系外行星人,察觉瓶子里有一个精灵,请不要期盼太阳系有一个超级地球。”"你或许会不小心动摇太阳系!"
这项探究发表在2月28日的《行星科学杂志》上。