存在毀滅世界的行星？木星還是系外行星？

一個(gè)（可能存在的）將結(jié)束地球上所有生命的行星

是否存在能夠毀滅地球的行星？沒(méi)有人能給出確定的回答。但是來(lái)自加利福尼亞大學(xué)河濱分校的科學(xué)家們通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，認(rèn)為太空中可能存在的一個(gè)軌道位于火星和木星之間的“超級(jí)地球”將有可能成為地球的噩耗。（圖片來(lái)源：NASA）

一個(gè)行星就能摧毀地球上的所有生命嗎?

火星和木星之間存在著一條小行星帶，如果一個(gè)行星在此處形成，那么它很可能意味著地球生命的終結(jié)。這是來(lái)自加利福尼亞大學(xué)河濱分校的研究者在2017年3月7日發(fā)表的結(jié)論，這位研究者現(xiàn)在對(duì)太陽(yáng)系的界限做了深入的觀測(cè)。他指出，他通過(guò)使用電腦模擬得出一個(gè)近似地球大小的行星——軌道位于火星和木星之間——很可能會(huì)把地球推出太陽(yáng)系，以至于地球上的生命不復(fù)存在。

天體物理學(xué)家Stephen Kane是一位獨(dú)立的前沿學(xué)者，她所研究的課題旨在弄清楚兩種不同的問(wèn)題。行星科學(xué)雜志在2023年2月28日刊登了Kane的研究。

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理解第一個(gè)問(wèn)題

Kane希望理解的第一個(gè)問(wèn)題就是我們星系四個(gè)小型巖石行星（水星、金星、地球和火星）和其他四個(gè)大型氣態(tài)巨行星（木星、土星、天王星、海王星）之間的距離。

太陽(yáng)系中行星的常規(guī)位置——人們所知的，自18世紀(jì)以來(lái)被天文學(xué)家歸納為“波得定律”的規(guī)律——表明在火星和木星之間應(yīng)該存在一個(gè)行星。但實(shí)際上卻并沒(méi)有。

取而代之的是，太空中的縫隙間存在著小行星，我們今天稱之為小行星帶。那么，是否有可能小行星帶曾經(jīng)是一顆行星呢？似乎這個(gè)問(wèn)題的答案還沒(méi)有定論。不過(guò)我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是如果小行星帶的所有物質(zhì)都聚集成為一體，它不會(huì)成為一個(gè)星球。實(shí)際上，它只有矮行星——冥王星質(zhì)量的一半。

理解第二個(gè)問(wèn)題

Kane的研究想結(jié)局的第二個(gè)問(wèn)題是尺寸上的，或者更準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，是質(zhì)量上的。地球是四個(gè)類地行星中質(zhì)量最大的，而海王星是四個(gè)氣態(tài)巨行星中質(zhì)量最小的。然后海王星的質(zhì)量是地球的17倍（大小上則是地球的4倍）。

同時(shí)，在天文學(xué)家們已經(jīng)探索的5000個(gè)系外行星里面，發(fā)現(xiàn)了許多質(zhì)量介于地球和海王星之間的行星。那么為什么太陽(yáng)系中不存在位于此質(zhì)量范圍內(nèi)的行星呢？正如Kane所說(shuō)的：在其他星系里有許多位于這一質(zhì)量范圍內(nèi)的行星，我們稱其為“超級(jí)類地行星”。

模擬一個(gè)不存在的行星

試想一下一個(gè)假設(shè)的超級(jí)類地行星通過(guò)電腦模擬被插在火星和木星之間的場(chǎng)景。再考慮到木星的質(zhì)量——太陽(yáng)系內(nèi)質(zhì)量最大的行星，是其余幾個(gè)行星質(zhì)量總和的兩倍以上。因?yàn)橹亓εc質(zhì)量相關(guān)，木星有巨大的引力作用影響。如果模擬超級(jí)地球真實(shí)存在于今天的小行星帶，它將干擾木星的軌道。

然后，相互的，木星也會(huì)影響到其他行星的軌道。正如Kand在其論文中說(shuō)到的那樣：

考慮到超級(jí)類地行星的質(zhì)量和精確位置，它的存在可能最終將水星、金星和地球擠出太陽(yáng)系。

它也將會(huì)毀滅天王星和海王星的軌道，同時(shí)也將他們拉出太陽(yáng)系。

超級(jí)類地行星會(huì)改變地球軌道的形狀，即使沒(méi)有導(dǎo)致所有生命的終結(jié)，也會(huì)使其變得及其不宜居。

只有當(dāng)Kane將假想的行星模型縮小后才能將其直接放在火星和木星之間，并達(dá)到估計(jì)的貴大。不過(guò)，一丁點(diǎn)這樣那樣的推理就會(huì)導(dǎo)致我們的太陽(yáng)系解體，Kane說(shuō)到：

這顆假想的行星如果給了木星一點(diǎn)推力的話，也講毀滅其它所有東西。

因此，Kane認(rèn)為，超級(jí)類地行星不在此處是神跡！

其它太陽(yáng)系中的生命

Kane的實(shí)驗(yàn)或許給“其他星系中存在生命”這一命題帶來(lái)啟發(fā)。一個(gè)氣態(tài)巨行星（質(zhì)量等同木星）如果存在于其他類地行星或是超級(jí)類地行星周圍的話，也可能決定遙遠(yuǎn)世界里的生命軌道……以及帶來(lái)生命進(jìn)化的可能性。

此前觀察到的星系表明，質(zhì)量近似木星的行星的軌道往往和其他行星之間的距離往往要比我們的木星與其他行星間的距離近。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些氣態(tài)巨行星距離他們的行星，比如木星，只有太陽(yáng)系中距離的10%。

Kane提到，他的研究也啟發(fā)他去思考太陽(yáng)系的加高，他說(shuō)：我們的太陽(yáng)系的構(gòu)造遠(yuǎn)比想的要完美得多。它就像一座精密的時(shí)間齒輪，如果增加一個(gè)都會(huì)導(dǎo)致整體的崩潰。

藝術(shù)家繪制的系外超級(jí)類地行星開(kāi)普勒62f。在這個(gè)行星上能否存在生命或許取決于它們與它們的“木星”之間的距離。圖像來(lái)源：NASA Ames/ JPL-Caltech/ Tim Pyle.

BY:Kelly Kizer Whittand

FY: 胡羽舒

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