太阳系的"退休计划"可能要提前了。一项新研究指出,太阳死亡后,外行星的轨道寿命不是原来估计的 10 的 18 次方年(十亿的十亿倍),而是缩短到大约 10 亿年——整个太阳系自我瓦解的速度,比之前估计的快了 100 倍。
这项研究由加州理工学院的康斯坦丁·巴蒂金(Konstantin Batygin)、吉姆·富勒和密歇根大学的弗雷德·亚当斯完成,论文《随机太阳质量损失触发的太阳系终极不稳定性》发表在《天体物理学杂志快报》上(2026 年第 1009 卷)。
过去几十年的估计都建立在一个假设上:太阳临终时脱掉近一半质量的过程是平滑、稳定的。在这个模型下,外行星的轨道能稳定存在 10 的 18 次方年——远超宇宙年龄;就算把路过恒星的引力干扰算进去,也要 300 到 1000 亿年才能把系统撕散。
新研究的改动很小,结论却天差地别:太阳抛洒物质不是均匀流失,而是随机方向、随机时间的阵发式爆发。每一次爆发都会给行星一个小小的"踢"。足够多的踢累积起来,就能把木星、土星这样的外行星踢出轨道。
团队的数值模拟显示,太阳变成白矮星之后 30 亿年内,90% 的模型里太阳系自我瓦解,至少一颗巨行星被抛进星际空间。
"它们没了。在我们的模拟中,十次有九次,至少一颗巨行星被甩进星际空间。"巴蒂金说。这也和微引力透镜巡天吻合——银河系里自由漂浮的行星可能和恒星一样多,而垂死的恒星很可能是它们的主要来源。
更有意思的是,40% 的模拟里行星们连白矮星阶段都没撑到:太阳还在红巨星阶段,它们就已经被甩散了。
论文里写道:"牛顿设想的不稳定性确实存在,他只是搞错了凶手。"牛顿当年担心木星和土星的引力互动会让太阳系解体,后来的计算基本打消了这个顾虑。新研究说,真正的凶手不是引力拉扯,而是太阳自己。
模拟中还出现了一些有趣的插曲:有时木星和土星会被锁进 5:2 的轨道共振(木星转 5 圈、土星转 2 圈),天王星和海王星进 2:1 共振,概率大约六分之一到五分之一。但共振并不能保命——被锁住的系统存活率反而更低。
先说清楚:这项研究和人类没有任何现实关系。太阳现在 45.7 亿岁,还要再烧约 50 亿年才会膨胀成红巨星,然后收缩成只剩一半质量的白矮星。所谓的"提前瓦解"发生在那之后几十亿年。
但它的理论意义不小。"97% 的恒星都以这种方式死亡,而外面很多行星系统比我们的更脆弱。"巴蒂金说,"我们想象的行星系统安静退休,是个神话。"
《自然》杂志 10 月 6 日以研究亮点介绍了这项工作。内行星这边倒是早有定论:水星在太阳离开主序星阶段前,轨道失控的概率大约 1%。外行星一直被认为是最安全的部分——现在这个"安全区"也没了。