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星体核心的演变决定了引力 。
总有一天 ， 行星会被彼此的引力反弹 。
太阳系概念图显示了四颗恒星和他们的行星 。 (图片来源:华威大学/马克·加里克)
天文学家预测 ， 现在 ， 这些紧密分布的行星在一种具有协调性的节奏下平衡 ， 每一颗行星的运行速度是最外层行星的两倍——因此 ， 最远的行星每完成一圈运行 ， 最近的行星就会完成两圈 ， 然后是四圈 ， 而在附近的太阳系中 ， 离它们最近的四颗系外行星可能会像弹球一样互相脱离 ， 当它们环绕的恒星死亡时 ， 它们就会向外太空离心运动 。
这四颗行星是距离地球135光年的天马座HR 8799系统的一部分 。 这些行星的质量都是木星的5倍多 ， 围绕着一颗有3000万到4000万年历史的恒星运行 。
当中恒星完成了8个 。
但根据一项新的研究 ， 一旦它们的恒星变成红巨星——膨胀到原来的数百倍——这些巨大的球体将脱离恒星的引力控制 ， 该研究模拟了系统引力平衡的变化 。
该研究的主要作者、英国华威大学(University of Warwick)的物理学家德米特里·维拉斯(Dmitri Veras)在一份声明中说:“行星会因引力而彼此分散 。 ”“在一种情况下 ， 最内侧的行星可能被逐出系统 。 或者 ， 在另一种情况下 ， 第三颗行星可能会被喷射出去 。 或者第二颗和第四颗行星可以互换位置 。 只要稍加调整 ， 任何组合都是可能的 。 ”
一旦你知道了两个物体的质量、速度和起始位置 ， 了解两个物体之间的引力相互作用就相对简单了 。 但如果再加上第三个主体 ， 这个简单的解决方案马上就失效了 。 这种相互作用变得如此复杂 ， 以至于正如法国数学家亨利·庞加莱1899年指出的那样 ， 没有方程式支持预测三个物体在所有点上未来的位置 。
再加上第四个和第五个 ， 就像HR8799星系那样 ， 相互作用就更加复杂了 。 为了更好地理解这个行星弹球游戏是如何进行的 ， 该团队创建了一个计算机模型 ， 使他们能够观察在研究人员对行星的初始位置进行轻微调整后 ， 行星可以以无数种截然不同的方式随机分散 。
维拉斯说:“它们如此之大 ， 彼此如此之近 ， 现在唯一能让它们保持节奏
不变的是它们轨道的位置 。 ”“这四颗星都在这条链条上相连 。 一旦恒星失去质量 ， 它们的位置就会偏离 ， 其中两颗恒星就会相互分散 ， 在这四颗恒星之间产生连锁反应 。 ”
该团队的模型 ， 连同对这颗恒星在当前阶段所花费的剩余时间的估计 ， 预测这些行星很可能在未来30亿年里保持它们的宇宙平衡行为——不管附近天体飞掠或星系运动引起的潮汐力造成的破坏性影响 。 但这场秀最终必须结束 。 这是对于一个行星系的恒星膨胀成一颗红巨星时而言的 。
恒星是由核聚变过程提供能量的——它们将氢原子结合成氦 ， 然后释放出巨大的能量 。 但当恒星耗尽氢气时 ， 聚变反应就会迅速停止 ， 而活动的突然下降会冷却恒星的等离子体 ， 降低热压 ， 导致恒星被自身的重量吸入 。
恒星的体积突然减小 ， 反过来恒星的核心温度重新升高 ， 使其能够融合更重的元素 ， 并导致它向外膨胀 ， 直到原来的数百倍 。 随着时间的推移 ， 当这颗恒星耗尽更重的元素来融合时 ， 它会脱离外层 ， 留下明亮的白色内核——一颗白矮星 。
这个红巨星阶段预示着HR 8799自旋行星的末日 ， 它们将分散到各个方向 ， 将附近的碎片盘(围绕恒星运行的尘埃和岩石盘)中的物质驱逐到恒星的大气层中 。 这种类型的碎片特别受天文学家偏爱 。 因为它可以为许多其他白矮星系统的历史提供见解 。
维拉斯说:“这些行星在不同的位置围绕白矮星运行 ， 很容易将仍然存在的碎片踢进白矮星 ， 以致污染 。 ”“HR 8799行星系统印证了我们今天看到的被污染的白矮星系统 。 这是 预估行星系命运的意义 ， 不仅仅是观察它们的形成 。 ”
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