地球毁灭 水星或火星难逃其咎?

2008年04月24日08:27  来源:科学时报

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地球未来有很小的可能会与水星或火星相撞。(图片提供:NASA/JPL-Caltech)
地球未来有很小的可能会与水星或火星相撞。(图片提供:NASA/JPL-Caltech)
  地球生命最终如何消亡?这个问题的答案当然还是未知的,不过,两项最新研究表明,地球生命有很小的可能性会在太阳膨胀成红巨星之前就遭到灭顶之灾,而造成这一切的是地球与水星或火星的碰撞。这两项研究分别在线发表于《国际太阳系研究杂志》和《天体物理学杂志》。

  此前已有研究表明,太阳50亿年后会膨胀成一颗红巨星,在这一过程中,地球将变得越来越热,甚至最终投入太阳的怀抱。而最新的两项研究显示,太阳系内的行星能够稳定地处于轨道上的时间至少有4000万年,但此后可能会有很小的几率发生“恐怖”的错乱。

  尽管在人类历史的长河中,太阳系都在像时钟一样有规律地运转,但3个世纪前牛顿就意识到行星之间的引力作用可能会令它们最终脱离轨道。然而,要预测类似的事情极有挑战性,因为其中牵扯了太多星体。当前行星观测位置的微小错误就有可能导致预测未来的巨大不确定性。正因如此,天文学家才保守地说太阳系能够在接下来的4000万年里保持稳定。

  除此之外,新的计算粗略指出了在更遥远的未来,太阳系行星可能发生的情况。研究表明,在接下来的50亿年里,水星的轨道有1%~2%的几率会发生极大的变化。这有可能会破坏整个内太阳系的稳定性,并最终导致一场浩劫――地球与水星或火星发生碰撞,那时所有的生物都会灭绝。

  《天体物理学杂志》论文作者之一、加州大学圣克鲁斯分校的Gregory Laughlin表示,如果地球与火星相撞,“所有生物会迅即灭绝,地球将会在1000年的时间里以红巨星的温度发光发热”。

  法国巴黎天文台的Jacques Laskar是另一篇《国际太阳系研究杂志》论文的作者。他通过计算机模拟了太阳系随时间推移发生的情况。这种模拟共进行了1001次,根据目前行星观测的不确定程度,Laskar让每次模拟的初始状态有微小的不同。结果发现,在1%~2%的情况下,水星轨道会由于木星的引力作用逐渐伸长,轨道离心率达到0.6或者更大。

  Laskar此前的一些模拟研究表明,如果水星轨道变成如此之扁的椭圆,甚至与金星轨道交汇,水星、金星、地球和火星间的相互作用将增强,进而令整个太阳系混乱。Laughlin和同事Konstantin Batygin的最新研究也支持了这种假想。

  一旦太阳系混乱起来,受影响最大、更容易运动的就是水星和火星,因为它们的质量只有地球的6%和11%。而质量为地球82%的金星移动起来就困难得多。在Batygin和Laughlin的一种模拟情况中,水星会在距今13亿年后被抛入太阳;而在另一种情况下,火星会在8.2亿年后冲出太阳系,再过4000万年,水星会与金星碰撞。

  在Batygin和Laughlin进行的有限模拟研究中,出现了各种各样的灾难。而他们也表示,太阳系还有许多可能的分裂方式。“但在每种情况下,‘血淋淋’的灾难细节是完全不同的。”对地球而言,最坏的情况就是与水星或火星发生碰撞。

  关于火星能对地球造成的影响,目前已经略知一二。因为许多科学家认为在太阳系早期,是火星大小的物体撞击地球产生的碎片最终形成了月球。因此,如果火星未来真的撞向地球,那么结果就是地球温度达到数千度,表面覆盖熔岩海。不过,Laughlin强调,太阳系还是有98%~99%的可能,规律地运行50亿年。(任宵鹏)

(责编:周红(实习))
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