你有沒有想過,木星和天王星身邊那些大大小小的衛星,為什么能安然無恙地存在到今天?最近,天體物理學家Matthew Clement和他的同事通過計算機模擬,發現了一個讓人有點意外的可能答案——它們之所以能“幸存”,是因為一顆如今早已不在的行星替它們擋下了驚濤駭浪。
要理解這件事,咱們得先回到45億年前太陽系剛成型不久的年代。那時,木星、土星、天王星和海王星這四個大家伙,很可能擠在離太陽近得多的地方,彼此之間的距離也比現在近得多。后來,在引力相互作用下一通“推搡”,它們才慢慢挪到了今天的位置。科學家推測,這個過程極其混亂,行星的軌道大變,足以把軌道上原本就有的小衛星撕碎或者甩出去。
![]()
這就帶來了一個矛盾:木星和天王星并沒有變成光桿司令,相反,它們各自擁有不少衛星。天王星最大的五顆衛星——米蘭達、艾瑞爾、烏姆柏里厄爾、泰坦尼亞和奧伯龍,要是生在那個年代,能活下來的概率按說不高。于是Clement他們就想看看,到底是什么樣的劇本,才能讓這些衛星活過那段野蠻的歲月。
他們干了這么一件事:用計算機模擬了122種不同版本的早期外太陽系。每種版本里,行星的組合方式不一樣,遷移的路線、碰撞的順序也各不相同。他們反復跑這些模擬,看哪種劇本跑完之后,得到的結果最像我們如今看到的太陽系——特別是木星和天王星的衛星留存情況。結果指向一個共同的模式:在那些衛星能夠幸存下來的劇本里,通常都有一顆額外的巨行星。
按照模擬的暗示,這顆“編外”行星很可能是一顆冰巨星,個頭大約介于天王星和海王星之間。它在行星們互相擠來擠去的過程中,承受了主要的引力擾動,相當于用自己被拋出太陽系的代價,換來了木星和天王星衛星的安寧。研究人員在論文里寫道:“行星之間的相遇,以及由此導致的軌道變化,被認為在塑造太陽系中許多小天體群體的過程中起到了關鍵作用。”而在這些相遇過程里,如果少了一顆行星,今天木星和天王星的衛星家族可能就會完全不同。
不過,這還遠不是定論。Clement他們強調,模擬給出的只是一種概率更高的可能場景,而不是說板上釘釘地發現了這顆行星的存在。目前也沒有直接證據表明太陽系確有過第三顆冰巨星。只是說,假如你嘗試用已知的物理規則去重現太陽系的演化,加上一顆“替罪羊行星”,木星和天王星的衛星們才更容易像今天這樣整整齊齊地出現。至于這顆行星后來去了哪里,是被拋進了冰冷的星際空間,還是冥王星軌道之外的幽暗區域里還藏著它的影子,科學界還完全沒有定論。
這件事真正有趣的地方在于,它把兩個看似不相干的問題串到了一起:太陽系是怎么一步步變成現在這個布局的,以及木星和天王星的衛星到底是怎么活下來的。以前大家可能覺得,行星的遷徙和衛星的形成是兩本賬,但這項研究提示我們,它們有可能共享同一把鑰匙——一顆消失的行星。當然,這把鑰匙還埋在數億年的塵埃底下,等著后來的探測器或者更精細的模擬去把它挖出來。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.