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[圖文]水星不穩定可能致火星撞地球

2016年12月09日 宇宙奧秘-短篇 暫無評論 閱讀 1,236 次

科技時代_自然雜誌:水星不穩定可能致火星撞地球(圖)

火星與地球相撞模擬圖


科技時代_自然雜誌:水星不穩定可能致火星撞地球(圖)

金星與地球相撞模擬圖



  據美國太空網報道,英國權威科學期刊《自然》上發表的一項最新研究稱,計算機模擬結果顯示,幾十億年以後,行星軌道運行混亂可能導致地球和水星、火星或金星相撞。


  現實版「火星撞地球」


  雖然水星體積不大,但它卻對我們太陽系構成了最大的威脅。計算機模擬結果顯示,水星軌道將有1%的可能性延伸至某個危險區域,在這個區域,水星繞太陽運行的軌道會與金星的軌道相重疊。研究人員發現,那時將發生行星混亂,水星可能會遭太陽系「驅逐」,或與太陽或如地球這樣鄰近的行星相撞。


  但是,這種潛在的行星大碰撞距離我們依舊十分遙遠。研究結果刊登在最新一期《自然》雜誌上。美國加州大學聖克魯斯分校的格裡戈裡·拉夫林(Gregory Laughlin)說:「我將這項研究結果比做一個瓶子,這個瓶子99%的空間是滿的,只有1%是空的。儘管行星大碰撞有可能會在未來數十億年上演,但這種可能性其實微乎其微。」拉夫林並未參加這項研究,但寫了一篇分析文章刊登在同期《自然》雜誌上。


  這項研究由法國巴黎天文台研究人員雅克·拉斯卡爾(Jacques Laskar)和邁克爾·加斯蒂內奧(Mickael Gastineau)完成,他們共實施了涉及2501個不同行星軌道假想方案的計算機模擬。儘管大多數不會發生碰撞,但仍有25個模擬導致水星軌道陷入混亂。模擬結果顯示,即便水星軌道距角增加導致其與太陽或金星相撞,太陽系剩餘星球也不會受到太大影響。


  水星成行星相撞導火索


  然而,在一些不太可能發生的方案中,水星軌道變化會在大約33億年內導致內太陽系(類地行星所在區域)全面陷入混亂,可能造成水星、金星或火星與地球相撞。拉斯卡爾在接受電話採訪時表示:「最吃驚的結果是地球和金星的軌道運行不穩定。」如果這一幕真的發生,現實版「金星撞地球」便將上演。


  拉斯卡爾說:「首先,水星可能因與木星的引力相互作用陷入混亂。這可能會破壞金星軌道的穩定,令其與地球越來越近。到那時,金星軌道開始出現混亂,與地球相撞。」當研究人員分析涉及火星與地球軌道接近的不同案例時,他們發現有5種情況可能導致火星從太陽系中被拋離出去。在上述假想所涉及的近200個模擬結果中,會有兩個天體相撞,其中48個涉及地球。


  儘管行星軌道在今天看似穩定,但從歷史上看並非如此。在過去數十億年間,行星軌道總在變化。行星基本上可以通過引力相互作用擾亂對方的運行軌道。天文學家表示,在遙遠的過去,太陽系中的一些行星可能運行於與現在截然不同的軌道上,一步步移向當前的位置。隨著太陽慢慢變老,它會不斷膨脹失去質量。


  以前的研究結果表明,太陽這種變化將在未來70億年左右對行星產生重大影響。如果有一天真的發生這種情況,地球可能會被蒸發掉,或在過往恆星引力的幫助下,從太陽系的束縛中擺脫出來。


  太陽系穩定的最有力證據


  2001年,當時還在美宇航局供職的拉夫林和密歇根大學科學家弗瑞德·亞當(Fred Adams)實施的一項研究顯示,地球被拋射出太陽系的可能性為十萬分之一。與此同時,隨著行星不斷運動,「親密接觸」(尤其是像木星這麼大的天體)會將它們拋到新的軌道。這種混亂的證據已經在系外行星系統中被發現,例如,在其中一個系外行星中,編號為2M1207B的天體可能就是因兩顆行星碰撞形成的。而科學家推測,月球便是火星大小的天體在40億年前撞擊地球以後形成的。


  最新模擬結果提供了迄今有關太陽系未來狀況的最有力證據。拉夫林在接受太空網採訪時表示:「這些模擬推測首次以權威性證據真正解答了太陽系長期穩定的疑問。」這是因為拉斯卡斯和加斯蒂內奧的計算機模擬依賴於非平均等式(non-averaged equation),同時考慮了廣義相對論的影響。以前的模擬都是基於行星運動的平均等式,並不包括廣義相對論的影響。在用於模擬即將相撞的行星時,此類等式便不奏效,無法做出精確評估。


  其結果是,廣義相對論或引力對時間和空間的影響確實在行星碰撞假想中起到了一定作用。拉夫林說:「水星的運行軌道略呈橢圓形。太陽處於其中一個橢圓的焦距而非中心。在相當長的時間內,如10萬年左右,水星軌道的方位會像鍾針一樣旋轉。廣義相對論則會加速這種像鍾針一樣的旋轉,這會降低土星驅使水星軌道發生重大變化的幾率。」


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