下次您想成為聚會的對象時(如果您正在與酷酷的書呆子呆在一起)，只需在談話中加入這個短語即可。當他們疑惑地看著你時，只需說那就是太陽系的最終命運。然后調(diào)整您的領(lǐng)帶，再喝一口苦艾酒。

對于必然會跟隨您的解釋而引起的大量后續(xù)問題，您可以進一步解釋太陽本身和銀河系將是罪魁禍首。然后您可以提及一項新研究。

這項研究的標題是“外太陽系的巨大不平等和動力分解”。主要作者是加州大學洛杉磯分校天文學與天體物理學專業(yè)的研究生Jon Zink。該論文發(fā)表在《天文學報》上。

人們長期以來一直對太陽系的最終命運感到疑惑。在論文的引言中，作者寫道：“了解太陽系的長期動力學穩(wěn)定性是天體物理學最古老的追求之一，其起源可追溯到牛頓本人，后者推測行星之間的相互作用將最終推動該系統(tǒng)。不穩(wěn)定。” 但是他無法解釋自己，因為還沒有微擾理論。

牛頓至少部分正確。但是，要確定像我們的太陽系這樣的復雜系統(tǒng)的未來并非易事，特別是因為它涉及對事件的科學預測，這些事件需要數(shù)十億年的時間才能展現(xiàn)出來。

在這項新研究中，作者進行了許多所謂的N體模擬。它們是天文學和天體物理學中的常用工具。N體模擬是相互作用的粒子動力學系統(tǒng)的模擬，盡管在這種情況下，粒子是行星和太陽本身。

在數(shù)十億年中，太陽(太陽系的關(guān)鍵)將發(fā)生巨大變化。核心的氫聚變將逐漸減弱，太陽將離開主要序列。它會擴展成一個紅色巨人，包圍水星，金星和地球。(火星的生存尚不確定，但是由于其質(zhì)量如此之低，無論它是否生存，都不會對大型外行星產(chǎn)生太大影響。”

您可能會問：“一旦地球消失了，誰在乎接下來會發(fā)生什么?為什么還要打擾這些模擬?” 好吧，那時人類可能已經(jīng)進一步遷移到了太陽系。但是，不管我們有沒有，我們?nèi)匀槐或?qū)使去了解太陽系的命運。

因此，隨著太陽膨脹成紅色巨人，它也將開始失去質(zhì)量。實際上，在未來的70億年左右的時間內(nèi)，它可能會失去一半的質(zhì)量。質(zhì)量的損失將破壞太陽系行星和其他物體的軌道，從而造成極大破壞。

太陽的膨脹將意味著最有可能的是內(nèi)部巖石行星的競爭。但是對于任何人類或他們遙不可及的，無法辨認的后代，他們執(zhí)著于歐羅巴海洋或其他地方的生活，也將成為一場比賽。

沒有太陽的質(zhì)量將它們固定在引力下，太陽系的外行星將脫膠。就像貴族在苦艾酒五天狂歡中一樣，他們的軌道行為將變得不可預測，不穩(wěn)定。他們將進一步漂移，進入太空。

到目前為止，這還不是新知識。這組作者寫道：“由于太陽質(zhì)量損失(預計將消除恒星質(zhì)量的一半)，巨型行星的軌道不斷擴大。” 但是Zink和他的同事們想知道在那之后會發(fā)生什么。根據(jù)他們的工作，某些行星將有另一個相對穩(wěn)定的時期。

“這種絕熱過程維持了軌道周期比，但是行星之間的相互相互作用和平均運動共振(MMR)的寬度增加，導致木星和土星被捕獲成穩(wěn)定的5：2共振構(gòu)型。”

但是，這些擴展的軌道以及其他特征使局勢變得難以維持。作者寫道，這種新結(jié)構(gòu)缺乏太陽質(zhì)量的錨定作用，因此容易受到“……恒星飛越相互作用的干擾”。在模擬的這一點上，我們無法識別的太陽現(xiàn)在變成了白矮星。

“據(jù)此，在大約30 Gyr內(nèi)，恒星遇到擾動行星，使其進入5：2共振的混沌子域，引發(fā)大規(guī)模的不穩(wěn)定性，最終導致在隨后的大約10 Gyr內(nèi)，除一個行星外，其他所有行星均被彈出。”

哪個星球可以抵抗驅(qū)逐?最有可能是木星，我們太陽系中最大的行星。這項研究表明，在沒有任何同伴離開的情況下，木星會再度停留50吉爾。只有當恒星飛掠最終將其發(fā)送給包裝時，才會將其刪除。

作者在論文中寫道：“由于缺少額外的行星，幸存的行星缺乏獲得正能量的直接機制。唯一剩下的能量交換來源是通過與過往恒星的相互作用。” 他們估計一顆恒星將每隔兩千萬年流逝一次。

隨著最后一顆行星的站立，木星的軌道偏心率將提高。“結(jié)果是，預計不穩(wěn)定后巨星的射出時間將減少大約兩倍(與不穩(wěn)定發(fā)生前的行星軌道相比)。因此，孤獨的老木星將更容易受到射出的影響。任何經(jīng)過的星星。

如果您打算在適當?shù)那闆r下發(fā)生一次飛越事件以彈出木星，那可能就不太正確了。更像是“一千個死亡”。

Zink和他的合著者寫道：“由于飛越相遇很少見(每23 Myr一次進入10,000 au球體)，并且大多數(shù)相互作用對剩余的行星都會產(chǎn)生較小的動力學影響，因此噴射過程原則上可以穩(wěn)定發(fā)生……”

或者可能不是。“另一方面，如果有足夠的時間，非常接近的相遇也有可能獨立地釋放出最終的行星。因此，去除最終行星的潛在機制代表了這兩個過程之間的競爭。”

這很難模擬，尤其是因為這一切將在數(shù)十億年后發(fā)生。適當?shù)?，作者提出了一個問題：“換句話說，最后的行星會因一次重大事件或多次小型能量交換而彈出嗎?”

不過，作者提出了一些警告。一個問題涉及他們運行的模擬的數(shù)量：10.他們承認他們的研究并不構(gòu)成可靠的統(tǒng)計證據(jù)，但是每個模擬產(chǎn)生相似結(jié)果的事實仍然很重要。他們寫道：“在我們的所有10次模擬中，在太陽質(zhì)量損失結(jié)束之后的1012年內(nèi)，這四個氣體巨人都從太陽系中彈出。”

另一個警告是飛過的星星。他們模擬了單個恒星的飛越，但所有恒星中約有一半成對存在。團隊從模擬中排除了這些遭遇。但是他們?nèi)匀徽剂怂麄兊谋壤?，承認二進制飛越可能比單獨的飛越更具破壞性。“通過選擇排除這些二元相遇，我們對未來太陽系的壽命進行了保守估計。換句話說，包括二元飛越的影響將進一步縮短這一預期壽命。”

在論文的開始，作者建議對自己的結(jié)果要謹慎。他們寫道：“不幸的是，即使是最精確的N體模擬也只能為太陽系的演化提供時間有限的預測。由于行星軌道的混亂性質(zhì)，確定性預測不可能在足夠長的時間內(nèi)完成時間尺度。”

當然，在這些極長的時間范圍內(nèi)，銀河系本身將發(fā)生很大變化。這將如何影響太陽系的未來?

隨著太陽系或其剩余部分在整個銀河系中遷移，前景可能會發(fā)生變化。“在這項研究中考慮的時間尺度上，太陽系可能會經(jīng)歷銀河系的徑向遷移，遇到恒星密度和速度色散不同的區(qū)域。” 但這幾乎是無法建模的。

它會向外遷移還是向內(nèi)遷移?沒有人可以確定，也沒有人可以確定這是否意味著殘留系統(tǒng)會遇到更少的恒星或更多的恒星。但是遭遇率可能相差三倍。

銀河系還有望在數(shù)十億年內(nèi)與仙女座星系碰撞或合并。但是同樣，要在單個太陽能系統(tǒng)的粒度級別上建模并不容易。“這些變化將影響恒星相遇的速度和速度，但要準確估計這些變化仍然很困難，這超出了本研究的范圍。”

無論如何，我們都沒有理由在緊張地注視著天空的同時結(jié)束一瓶苦艾酒。人類不太可能親眼目睹其中的任何一個。如果確實存在的所有物種中有99.9%滅絕了，我們的賠率就不高。

但是圍繞太陽系命運的問題仍然令人著迷。最終，前行星伴侶將像流氓行星一樣在太空中擴散和漂移。如果有其他聰明的褲子物種發(fā)現(xiàn)它們，他們將不會知道它們的起源，也無法知道某個星球上的某些原始人種是否會對他們的最終命運感到疑惑。