天無二日?流浪恆星正狂奔而來,攪亂太陽系並威脅地球

2021-01-13 老粥科普

天無二日

古人說「天無二日」,一方面意指「國不可有二君」,同時也講了一種天文現象:太陽系中只有一顆恆星,不存在第二個太陽。

天無二日

科幻小說《三體》中,天上不定時出現三個太陽,由此造成三體星系統的混亂、三體人在生存與「脫水」的循環中掙扎。「三體」指的是半人馬座三星系統,其中的比鄰星目前距離我們約4.2光年,是距離太陽系最近的一顆恆星。

浩瀚的銀河中有超過3000億顆恆星,太陽是距離我們最近的、也是太陽系中唯一的恆星。單一的恆星系統在力學上穩定性好,也為地球上生命的出現創造了最基本的條件。與此同時我們也應該知道,在宇宙中還存在大量的雙恆星系統、三星系統、甚至更多恆星相互糾纏的複雜系統,還有些流浪恆星在星系裡亂竄。一旦銀河系「流浪者」闖入其它星座的引力範圍,勢必會帶來大大小小的混亂甚至災難。

新的「太陽」將引來災難

攪局者「格利瑟710」

太陽是銀河系3000~4000億顆恆星中最普通的一顆,它攜帶著8顆行星、更多的矮行星和不計其數的小天體圍繞著銀核運轉,每轉一圈需要2.1億年,每秒鐘前進247公裡。

太陽不是獨行者,在太陽系的附近有數以千計的其它恆星也同樣在圍繞銀河系中心運動。由於這些恆星之間複雜的引力關係,它們的相對位置並不固定,有些恆星會漸漸遠離,而有的會迅速靠近。

太陽與附近恆星的相對位置

格利瑟710(Gliese-710)是一顆橙色的矮恆星,它的半徑約為太陽的67%,質量大約是太陽的60%,在同樣距離內亮度也比太陽低一些,看起來像一顆明亮的橙子。格利瑟710距離地球約63光年,看起來它足夠遙遠,但這顆流浪的恆星正以約14.9千米/秒的速度向我們飛奔而來,預計在128萬年後與太陽系相遇!

科學家們利用天文望遠鏡對數千顆恆星進行測量,預計在未來1500萬年裡大約有694顆恆星會運行到距離太陽15光年以內,其中有26顆會距離我們3光年、有7顆更接近到1.6光年以內。根據觀測和計算,格利瑟710與太陽的最近距離將為19300±3200天文單位(0.305±0.051光年)。

太陽系將有新的恆星光臨

這是什麼概念?它意味著一顆巨大的恆星將闖入太陽系內部,成為第二個太陽!

兩個太陽的太陽系會是怎樣的?

國生二君則國必亂,太陽系中多了個「太陽」也將產生嚴重的問題。

太陽佔了太陽系總質量的99.86%,應該說它是我們這個小小恆星系統中的絕對王者,任何一顆行星與之相比都微不足道。由於太陽引力佔統治地位,使得太陽系在幾十億年裡保持相對穩定的運行,地球軌道固定下來,生命得以延續。

與太陽相比,行星的質量微不足道

如果格利瑟710加入進來會怎樣?太陽系的總質量將增加60%,並且這些增加的質量都集中在兩顆相互糾纏的恆星上,按照萬有引力定律,行星會被吸引從而更加靠近恆星。

果真如此簡單?不!在雙星系統中,兩顆恆星會互相吸引,要麼撞在一起,要麼圍繞著同一個中心點旋轉並且一點點地相互靠近。

如果太陽和格利瑟710靠得很近,我們將在地球上同時看到兩個太陽同時升起和落下,遺憾的是這種情況出現的可能性為零。因為地球的軌道距離太陽實在是太近了,兩個恆星的擾動不可能不對地球有影響,在紛亂的引力場作用下,地球要麼被恆星吞噬,要麼被甩出太陽系,成為一顆流浪的行星。

即便是兩顆恆星遠遠地繞行,引力的擾動也會嚴重幹擾行星軌道,並最終像彈弓一樣將行星扔出去。

如果被甩出太陽系,地球將從此流浪

格利瑟710會不會被太陽引力吸引,從而留在太陽系裡成為第二顆太陽?目前看起來不會,因為格利瑟710的質量很大,太陽的引力場不足以將這麼大一顆恆星拉住並留在身邊。如果科學家們計算的結果正確,格利瑟710與太陽的最近距離也足夠遠,這不足以大幅度改變流浪恆星的運行軌道——除非科學家們的計算出現重大錯誤。

科學家估計格利瑟710將穿越奧爾特雲

那麼我們的太陽系,或者說我們生活的地球會是安全的嗎?

並不。

冥王星距離我們十分遙遠,它與太陽的距離大約為39.5個天文單位(1個天文單位=地球與太陽的平均距離)。格利瑟710與冥王星的最近距離超過後者與太陽距離的450倍,因此它對冥王星的引力非常小,只會小小地改變行星的軌道,對地球的影響更是可以忽略不計。

在距離太陽大約1光年的地方包裹著數以萬億計的冰凍小天體,它們由水冰、凝固的甲烷和碎石構成,最大的可能有一座小城鎮那麼大,而小的細如微塵,天文學家們稱這個區域為奧爾特雲。奧爾特雲裡的天體都是太陽系形成之初的碎片,絕大多數繞著太陽緩慢運動,只有少數會因為引力擾動闖入內太陽系成為彗星。

彗星將大量襲擊地球

當格利瑟710闖入太陽系時,它首先會衝破奧爾特雲,吸走一批小天體;與此同時,更多的碎片被裹挾著向內太陽系運動,從而形成一大批新的彗星。

幾千萬年前,一顆直徑幾十公裡的小行星或者彗星撞擊地球,造成包括恐龍在內的大量物種滅絕,128萬年後,如果那時候人類還在的話,他們會遭遇恐龍同樣的命運嗎?我猜不會,到時候即便是有一顆彗星因為格利瑟710的擾動飛向地球,到時候人們也應該有能力提前發現並摧毀它。

如果科學家是對的,新的太陽不會如此巨大

相關焦點

  • 「流浪恆星」直奔太陽而來,這或許是地球最大劫難
    在63光年的星河外,一顆橙黃色的流浪恆星,正在以將近14.9公裡/秒的速度朝太陽系飛速奔來,專家預計,它將在128萬年後和我們相遇,成為太陽系中的第二顆太陽。在整個太陽系中,太陽是唯一的恆星,也正是只有一顆恆星,才使得太陽系內部成為一個相對穩定的系統,又稱"單一恆星系統"。
  • 流浪恆星直奔太陽而來,這或許是地球最大的劫難
    在63光年的星河外,一顆橙黃色的流浪恆星,正在以將近14.9公裡/秒的速度朝太陽系飛速奔來,專家預計,它將在128萬年後和我們相遇,成為太陽系中的第二顆太陽。
  • 我們不僅可以流浪地球,還能流浪太陽系
    (雖然科學技術還有待提高,不過還是能看到明顯的希望),而如若我們不想拋棄地球,除了流浪地球,也許我們還能流浪太陽系。在這種思路中做得更進一步便是今天要說的——流浪太陽系(打包太陽系)。如何流浪太陽系眾所周知在恆星乃至星系系統中,都是由質量小的星體圍繞大質量恆星(乃至大質量黑洞)做公轉運動。
  • 天無二日,民無二王,銀河系裡面到底有多少個「太陽」呢?
    咱們中國古代有句聽上去很霸氣的話叫做「天無二日,民無二王」。日就是我們天上高懸的太陽。在古代人們的印象中,天上只有一顆太陽。 天文學家把能夠通過核聚變反應(剛開始是氫核聚變)長期向外輸出能量的天體稱之為恆星,不同質量的恆星擁有不同的壽命,如果恆星的質量越小,它們進行核聚變反應的速率就越慢,消耗核聚變燃料的速率也越慢,所以它們反而可以「燃燒」更長的時間。對於與太陽質量相當的恆星,其壽命大約為100億年。
  • 木星比1000個地球還大,它會成為恆星嗎?若成了恆星地球會怎樣
    木星是太陽系中最大的行星,也是太陽系中除太陽之外最大的天體,其體積是地球的1300倍,質量是地球的318倍,因此總有人認為木星將來有可能成為另一個太陽,它質量增加的話終究會成為恆星。特別是科幻電影《流浪地球》中有木星被點燃的片段,以至於某些人認為木星被點燃就會成為恆星,實際上木星並無成為恆星的可能,它即使被點燃,也不會成為恆星。
  • 流浪太陽系!科學家提出「恆星發動機」概念 推動太陽飛出銀河系
    (圖片來源:Kurzgesagt視頻截圖)2019年熱播科幻大片《流浪地球》中講述了太陽即將毀滅,已經不適合人類生存,而面對絕境,人類將開啟「流浪地球」計劃,試圖帶著地球一起逃離太陽系,尋找人類新家園的故事。
  • 太陽帶著地球每秒狂奔220公裡,為什麼星空看起來還是老樣子?
    而另一種則是恆星,它們除了會因四季變化以外,其位置是不變的,所以才被稱為恆星!但我們現在已經知道,太陽正帶著地球在銀河系中正以每秒超過200千米的速度在狂奔,按理應該物是人非了是吧,為什麼一直以來星星位置都沒有變化?
  • 太陽系周圍的哪些恆星爆炸會威脅到地球生命?
    從目前來看,人類以及其他地球生命不會受到太陽系周圍其他恆星爆炸的直接威脅。當恆星發生爆炸時,它們會在兩極釋放出超高能的伽馬射線暴,這對於地球生命來說是十分致命的。但前提是恆星距離地球不超過50光年,並且伽馬射線暴剛好指向地球。但根據現有的觀測結果,太陽系周圍不存在這樣的恆星。
  • 「流浪行星」光臨太陽系,之前幾乎被人類遺忘,或許預示地球未來
    宇宙中存在著一些「流浪行星」,它們與地球最大的區別就是:流浪行星沒有一個類似太陽的恆星繞之旋轉,這樣的星球也許在宇宙中多達數千億顆。科學家在搜尋銀河系中心時,就發現了大約10顆質量與木星相仿的流浪行星,但它們距離太陽系太過遙遠,還無法預測流浪行星接下來的行徑,但並不排除流浪行星的目的地會是太陽系的可能。
  • 費勁地自焚讓地球流浪,還不如乘太陽系分娩而離開太陽系
    《流浪地球》中說,要讓地球通過自焚來離開太陽系,去找更適合人類居住的地方 然而,這些叫好的人們就不想想如下的現實: 1, 地球通過自焚琮離開太陽系需要多少能量呵!而且,這些能量都要來自地球。如此,地球陸地要被挖掉多少體積呀!地球空氣又會被釋放出來的能量汙染成一塌糊塗呀!(參見短文《《流浪地球》推動地球離開太陽系,需要多大能量?》)可以這麼說,地球自焚還沒有跑出太陽系流浪,就已經成了廢墟了。
  • 《流浪地球》:比鄰星並非地球歸宿,這顆恆星或許是更好的選擇
    今年春節檔熱映的國產科幻大作《流浪地球》可以說是賺足了眼球,除了電影導演、製片、演員、後期等等一眾人的傾力付出,《流浪地球》能夠取得如此好的成績,也和劉工本身優秀的原著小說是分不開的。劉慈欣可以說是中國科幻作家的標杆,連美國的前總統歐巴馬都是《三體》的粉絲,水平可見一斑。
  • 「流浪地球」遍布銀河系,比銀河系中的恆星還要多?
    《流浪地球》中,為了避免被變成紅巨星的太陽的吞噬,地球不得已踏上流浪之旅,成為銀河系中一個漂泊的行星。研究得出,美國宇航局即將推出的南希·格雷斯羅馬太空望遠鏡可以在銀河系中找到數百顆流浪行星,識別出這些行星將有助於科學家推斷出我們銀河系中流浪行星的總數。流浪或自由漂浮的行星是質量與行星相似的孤立物體,這些物體的起源是未知的。就像前兩天再次引起熱議的棒槌狀太陽系訪客「Oumuamua」,天文學家不知道他是什麼?他來自哪裡?他要到哪裡去?
  • 每秒1700公裡,一顆「活」恆星正流浪銀河系,科學家迷惑不解
    可大部分人不知道的,你在夜空中看到所有明亮的星星,其實大都是距離地球成百上千光年的恆星,只有少量是距離地球相對較近的行星。以太陽為例,地球相對於太陽的運行速度為29.783km/s,而太陽相對於銀河系中心的運行速度為250km/s,這遠遠超過了地球的運行速度。
  • 星際行星:流浪於宇宙的「孤兒們」。地球生命的隱形威脅
    在我們周圍的空間中,不僅有無數小行星,還充斥著高速飛馳的星際行星,又稱為流浪行星,孤兒行星。它們失去了恆星,獨自穿行於宇宙,尋找著能夠落腳的地方。它們有兩個起源,一是可能受到其他天體的引力影響而脫離原本的行星系統。二是在行星系統形成期間被彈射出來。
  • 《流浪地球》中為什麼要把地球推離太陽系,而不是建造飛船離開?
    但《流浪地球》是直接把地球推離太陽系。在電影劇本論證的過程中,中科院的專家表示,把地球推離太陽系是不可能的,但導演堅持這是電影的核心設定,需要在這個前提下探討合理化,因此這一核心設定也得以保留。為何一定要堅持這一核心設定呢?
  • 地球早該流浪?科學家發現恆星「潛規則」,地球差點被太陽拋棄
    流浪地球是個幻想,然而大家可能不知道,我們的地球或許本不應該處於現在這個位置。由於一些偶然事件的發生,導致地球留在了太陽系的第三軌道內,從而享受到太陽適合的光和熱,這才出現了生命誕生的基本條件。然而在宇宙中,情況可不是這樣。
  • 銀河系的「流浪行星」:磁場是地球400萬倍,正向太陽系高速移動
    銀河系的「流浪行星」:磁場是地球400萬倍,正向太陽系高速移動在宇宙當中,絕大多數的行星,自從誕生的一刻開始,通常就會圍繞著所在星系的恆星,開始不停地旋轉。但是宇宙中卻還有一類極其特殊的行星,它們並不會圍繞著某顆恆星旋轉,而是會在宇宙內保持一個方向做直線運動,穿越無限大的宇宙空間——如果沒有星系將它「捕獲」,那麼它將永遠地這樣運動下去。這種行星就被稱為「流浪行星」,是宇宙中最「孤獨」的天體。由於沒有圍繞著恆星,通常流浪行星表面永遠「暗無天日」,同時溫度也很低,基本接近絕對零度左右。
  • 宇宙中有數萬億顆流浪行星,地球也能去流浪嗎?
    去年上映的《流浪地球》是一部各方拍案叫絕的電影,讓我們來回憶一下流浪地球的基本劇情。背景就是太陽快要變成紅巨星,急劇膨脹之後,人類為了自救,必須逃離太陽系。因此在地球的表面上建造了上萬座發動機來推動地球離開太陽系。
  • 流浪行星真實存在!不依附於任何恆星或者恆星系統
    如果一顆流浪行星闖入太陽系,將導致地球進入一條不具有宜居性的致命軌道。如果它的體積足夠大,距離足夠近,甚至會把地球驅逐出太陽系,讓地球也淪為一個流浪兒。此外,闖入太陽系的流浪行星還可能與地球相撞,給地球上的生命帶來滅頂之災。銀河系可能存在數十億顆尚未被發現的「流浪行星」我們往往認為恆星系統中的行星有序運行,就像我們的太陽系一樣。
  • 地球早該流浪科學家發現恆星「潛規則」地球差點被太陽拋棄
    流浪地球是個幻想,然而大家可能不知道,我們的地球或許本不應該處於現在這個位置。由於一些偶然事件的發生,導致地球留在了太陽系的第三軌道內,從而享受到太陽適合的光和熱,這才出現了生命誕生的基本條件。然而在宇宙中,情況可不是這樣。隨著人類研究系外恆星越來越多,人類意外發現了許多更接近恆星的氣體行星,就像現在太陽系的木星一樣,只是佔據了地球所在的位置。