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水星运行不稳定 可能导致火星撞地球

水星运行不稳定 可能导致火星撞地球地球与金星模拟撞击图,然而,在一些不太可能发生的方案中,水星轨道变化会在大约33亿年内导致内太阳系(类地行星所在区域)全面陷入混乱,可能造成水星,金星或火星与地球相撞,拉斯卡尔在接下面我们一起来看看吧。

水星运行不稳定

现实版“火星撞地球”

虽然水星体积不大,但它却对我们太阳系构成了最大的威胁。计算机模拟结果显示,水星轨道将有1%的可能性延伸至某个危险区域,在这个区域,水星绕太阳运行的轨道会与金星的轨道相重叠。研究人员发现,那时将发生行星混乱,水星可能会遭太阳系“驱逐”,或与太阳或如地球这样邻近的行星相撞。

但是,这种潜在的行星大碰撞距离我们依旧十分遥远。研究结果刊登在最新一期《自然》杂志上。美国加州大学圣克鲁斯分校的格里戈里·拉夫林(Gregory Laughlin)说:“我将这项研究结果比做一个瓶子,这个瓶子99%的空间是满的,只有1%是空的。尽管行星大碰撞有可能会在未来数十亿年上演,但这种可能性其实微乎其微。”拉夫林并未参加这项研究,但写了一篇分析文章刊登在同期《自然》杂志上。

水星运行不稳定 可能导致火星撞地球

地球与金星模拟撞击图

这项研究由法国巴黎天文台研究人员雅克·拉斯卡尔(Jacques Laskar)和迈克尔·加斯蒂内奥(Mickael Gastineau)完成,他们共实施了涉及2501个不同行星轨道假想方案的计算机模拟。尽管大多数不会发生碰撞,但仍有25个模拟导致水星轨道陷入混乱。模拟结果显示,即便水星轨道距角增加导致其与太阳或金星相撞,太阳系剩余星球也不会受到太大影响。

然而,在一些不太可能发生的方案中,水星轨道变化会在大约33亿年内导致内太阳系(类地行星所在区域)全面陷入混乱,可能造成水星、金星或火星与地球相撞。拉斯卡尔在接受电话采访时表示:“最吃惊的结果是地球和金星的轨道运行不稳定。”如果这一幕真的发生,现实版“金星撞地球”便将上演。

拉斯卡尔说:“首先,水星可能因与木星的引力相互作用陷入混乱。这可能会破坏金星轨道的稳定,令其与地球越来越近。到那时,金星轨道开始出现混乱,与地球相撞。”当研究人员分析涉及火星与地球轨道接近的不同案例时,他们发现有5种情况可能导致火星从太阳系中被抛离出去。在上述假想所涉及的近200个模拟结果中,会有两个天体相撞,其中48个涉及地球。

尽管行星轨道在今天看似稳定,但从历史上看并非如此。在过去数十亿年间,行星轨道总在变化。行星基本上可以通过引力相互作用扰乱对方的运行轨道。天文学家表示,在遥远的过去,太阳系中的一些行星可能运行于与现在截然不同的轨道上,一步步移向当前的位置。随着太阳慢慢变老,它会不断膨胀失去质量。

水星运行不稳定 可能导致火星撞地球

科学家预测未来50亿年里太阳系行星将出现混沌状态,很可能导致行星之间的碰撞

以前的研究结果表明,太阳这种变化将在未来70亿年左右对行星产生重大影响。如果有一天真的发生这种情况,地球可能会被蒸发掉,或在过往恒星引力的帮助下,从太阳系的束缚中摆脱出来。

太阳系稳定的最有力证据

早在2001年,当时还在美宇航局供职的拉夫林和密歇根大学科学家弗瑞德·亚当(Fred Adams)实施的一项研究显示,地球被抛射出太阳系的可能性为十万分之一。与此同时,随着行星不断运动,“亲密接触”(尤其是像木星这么大的天体)会将它们抛到新的轨道。这种混乱的证据已经在系外行星系统中被发现,例如,在其中一个系外行星中,编号为2M1207B的天体可能就是因两颗行星碰撞形成的。而科学家推测,月球便是火星大小的天体在40亿年前撞击地球以后形成的。

最新模拟结果提供了迄今有关太阳系未来状况的最有力证据。拉夫林在接受太空网采访时表示:“这些模拟推测首次以权威性证据真正解答了太阳系长期稳定的疑问。”这是因为拉斯卡斯和加斯蒂内奥的计算机模拟依赖于非平均等式(non-averaged equation),同时考虑了广义相对论的影响。以前的模拟都是基于行星运动的平均等式,并不包括广义相对论的影响。在用于模拟即将相撞的行星时,此类等式便不奏效,无法做出精确评估。

水星运行不稳定 可能导致火星撞地球

其结果是,广义相对论或引力对时间和空间的影响确实在行星碰撞假想中起到了一定作用。拉夫林说:“水星的运行轨道略呈椭圆形。太阳处于其中一个椭圆的焦距而非中心。在相当长的时间内,如10万年左右,水星轨道的方位会像钟针一样旋转。广义相对论则会加速这种像钟针一样的旋转,这会降低土星驱使水星轨道发生重大变化的几率。”

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