天无二日?流浪恒星正狂奔而来,搅乱太阳系并威胁地球

天无二日

古人说“天无二日”,一方面意指“国不可有二君”,同时也讲了一种天文现象:太阳系中只有一颗恒星,不存在第二个太阳。

天无二日

科幻小说《三体》中,天上不定时出现三个太阳,由此造成三体星系统的混乱、三体人在生存与“脱水”的循环中挣扎。“三体”指的是半人马座三星系统,其中的比邻星目前距离我们约4.2光年,是距离太阳系最近的一颗恒星。

浩瀚的银河中有超过3000亿颗恒星,太阳是距离我们最近的、也是太阳系中唯一的恒星。单一的恒星系统在力学上稳定性好,也为地球上生命的出现创造了最基本的条件。与此同时我们也应该知道,在宇宙中还存在大量的双恒星系统、三星系统、甚至更多恒星相互纠缠的复杂系统,还有些流浪恒星在星系里乱窜。一旦银河系“流浪者”闯入其它星座的引力范围,势必会带来大大小小的混乱甚至灾难。

新的“太阳”将引来灾难

搅局者“格利瑟710”

太阳是银河系3000~4000亿颗恒星中最普通的一颗,它携带着8颗行星、更多的矮行星和不计其数的小天体围绕着银核运转,每转一圈需要2.1亿年,每秒钟前进247公里。

太阳不是独行者,在太阳系的附近有数以千计的其它恒星也同样在围绕银河系中心运动。由于这些恒星之间复杂的引力关系,它们的相对位置并不固定,有些恒星会渐渐远离,而有的会迅速靠近。

太阳与附近恒星的相对位置

格利瑟710(Gliese-710)是一颗橙色的矮恒星,它的半径约为太阳的67%,质量大约是太阳的60%,在同样距离内亮度也比太阳低一些,看起来像一颗明亮的橙子。格利瑟710距离地球约63光年,看起来它足够遥远,但这颗流浪的恒星正以约14.9千米/秒的速度向我们飞奔而来,预计在128万年后与太阳系相遇!

科学家们利用天文望远镜对数千颗恒星进行测量,预计在未来1500万年里大约有694颗恒星会运行到距离太阳15光年以内,其中有26颗会距离我们3光年、有7颗更接近到1.6光年以内。根据观测和计算,格利瑟710与太阳的最近距离将为19300±3200天文单位(0.305±0.051光年)。

太阳系将有新的恒星光临

这是什么概念?它意味着一颗巨大的恒星将闯入太阳系内部,成为第二个太阳!

两个太阳的太阳系会是怎样的?

国生二君则国必乱,太阳系中多了个“太阳”也将产生严重的问题。

太阳占了太阳系总质量的99.86%,应该说它是我们这个小小恒星系统中的绝对王者,任何一颗行星与之相比都微不足道。由于太阳引力占统治地位,使得太阳系在几十亿年里保持相对稳定的运行,地球轨道固定下来,生命得以延续。

与太阳相比,行星的质量微不足道

如果格利瑟710加入进来会怎样?太阳系的总质量将增加60%,并且这些增加的质量都集中在两颗相互纠缠的恒星上,按照万有引力定律,行星会被吸引从而更加靠近恒星。

地球会被双星吸引

果真如此简单?不!在双星系统中,两颗恒星会互相吸引,要么撞在一起,要么围绕着同一个中心点旋转并且一点点地相互靠近。

如果太阳和格利瑟710靠得很近,我们将在地球上同时看到两个太阳同时升起和落下,遗憾的是这种情况出现的可能性为零。因为地球的轨道距离太阳实在是太近了,两个恒星的扰动不可能不对地球有影响,在纷乱的引力场作用下,地球要么被恒星吞噬,要么被甩出太阳系,成为一颗流浪的行星。

如果被甩出太阳系,地球将从此流浪

即便是两颗恒星远远地绕行,引力的扰动也会严重干扰行星轨道,并最终像弹弓一样将行星扔出去。

格利瑟710会不会被太阳引力吸引,从而留在太阳系里成为第二颗太阳?目前看起来不会,因为格利瑟710的质量很大,太阳的引力场不足以将这么大一颗恒星拉住并留在身边。如果科学家们计算的结果正确,格利瑟710与太阳的最近距离也足够远,这不足以大幅度改变流浪恒星的运行轨道——除非科学家们的计算出现重大错误。

科学家估计格利瑟710将穿越奥尔特云

那么我们的太阳系,或者说我们生活的地球会是安全的吗?

并不。

冥王星距离我们十分遥远,它与太阳的距离大约为39.5个天文单位(1个天文单位=地球与太阳的平均距离)。格利瑟710与冥王星的最近距离超过后者与太阳距离的450倍,因此它对冥王星的引力非常小,只会小小地改变行星的轨道,对地球的影响更是可以忽略不计。

在距离太阳大约1光年的地方包裹着数以万亿计的冰冻小天体,它们由水冰、凝固的甲烷和碎石构成,最大的可能有一座小城镇那么大,而小的细如微尘,天文学家们称这个区域为奥尔特云。奥尔特云里的天体都是太阳系形成之初的碎片,绝大多数绕着太阳缓慢运动,只有少数会因为引力扰动闯入内太阳系成为彗星。

彗星将大量袭击地球

当格利瑟710闯入太阳系时,它首先会冲破奥尔特云,吸走一批小天体;与此同时,更多的碎片被裹挟着向内太阳系运动,从而形成一大批新的彗星。

几千万年前,一颗直径几十公里的小行星或者彗星撞击地球,造成包括恐龙在内的大量物种灭绝,128万年后,如果那时候人类还在的话,他们会遭遇恐龙同样的命运吗?我猜不会,到时候即便是有一颗彗星因为格利瑟710的扰动飞向地球,到时候人们也应该有能力提前发现并摧毁它。

如果科学家是对的,新的太阳不会如此巨大