研究预测经过数十亿年的和谐运行 遥远的恒星系统将在混乱中结束

原标题：研究预测经过数十亿年的和谐运行 遥远的恒星系统将在混乱中结束 来源：cnBeta.COM

据外媒New Atlas报道，一个天文学家小组利用计算机建模揭示了一个遥远的恒星系统的混乱命运，在这个系统中，行星的轨道几乎完全同步。这项研究还揭示了贯穿我们银河系的古老白矮星是如何被宇宙碎片污染的。

HR 8799恒星系统位于距离地球1.35亿光年的飞马座。在这个系统的中心，有一颗3000-4000万年的A型恒星，围绕着它运行的是一对碎片场和四颗大质量的行星，每颗行星的大小都超过木星的五倍。

在数百万年的时间里，母星和每颗行星的引力影响导致这四个外星世界落入一种被称为共振的微妙的同步轨道模式。

在HR 8799中，从恒星出来的第三颗行星在最外层行星完成一个轨道的时间内完成了两个完整的轨道。随着我们离恒星越来越近，这种模式还在继续，离恒星最近的第二颗行星完成了四个轨道，最里面的世界在最外面的行星完成一个轨道的时间里完成了八个轨道。换句话说，每个连续的世界完成的轨道是其外部邻居的两倍。

来自英国埃克塞特大学和华威大学的一个科学家小组着手确定这个不寻常的系统的最终命运，并看看什么因素最终会扰乱其独特的轨道共振模式。

为此，该小组创建了一个HR 8799的高级计算机模型。该模拟考虑了五个主要恒星系统天体的引力影响，以及对恒星系统中的行星施加影响的通常的外部引力，包括银河系的潮汐和其他恒星天体的近距离通过。

研究小组得出结论，这种共振可能会在未来30亿年内持续下去，而且外部影响很少强大到足以打破恒星系统行星的轨道共振。然而，数据还显示，当母星用尽其内部的氢气供应，开始转变为一个巨大的红巨星的过程时，这种共振肯定会结束。

在这个过程中，恒星抛出了大量的质量，这改变了它的引力特性，使周围的系统陷入混乱。在这一点上，周围行星的轨道将开始转变，因为它们对不断变化的恒星作出反应，而且随着共振的打破，它们邻近世界的引力影响也开始转变。

“它们是如此之大，彼此如此之近，现在让它们保持这种完美节奏的唯一原因是它们的轨道位置，”这项新研究的主要作者、华威大学的Dimitri Veras博士解释说。“所有四个都在这个链条上连接着。一旦恒星失去质量，它们的位置就会偏离，然后其中两个就会相互分散，在所有四个恒星中造成连锁反应。”

根据计算机建模，这个混乱的过程通常会导致其中两颗行星被完全抛出系统。剩下的两颗行星随后可能会在距离新转化的红星1AU到数千AU的任何地方稳定下来。

模拟结果也有助于解释为什么天文学家在白矮星的光信号中观察到了意想不到的碎片，白矮星是红巨星的后期演变。根据研究作者的说法，行星的混乱运动很可能会使物质从碎片环上移开，导致其向内翻滚，随后被吸收。

这篇论文已经发表在《皇家天文学会月报》上。