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环球头条：当这颗恒星爆炸时，它的行星会变成巨大的弹球，看起来很壮观

来源：科普中国

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)


(资料图片)

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。”

BY:Ben Turner

FY:jane

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关键词： 相互作用 两个物体 天文学家

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