运气好的话，说不定3万年就把木星挪过来

2016-01-29 16:15:26 | 来源：玩转帮会 | 投稿：佚名 | 编辑：dations

原标题：运气好的话，说不定3万年就把木星挪过来

现在太阳系是比较稳定的。太阳正值中年，太阳系形成初期的气体 / 尘埃盘早已随着时间的流逝清空，各大行星在绕太阳运行的途中，已经不像太阳系早期那样，有机会频繁的跟盘里的物质交换能量及角动量了。所以现在想实施木星迁移工程，可能确实难了一点。单靠生拉硬拽的话，《流浪地球》在算错了几个数量级的情况下（刘慈欣的作品有哪些硬伤？），描述了把地球这么点质量推走要多费劲，这么去搞木星，人类先把自己搞死了。

不过在太阳系形成早期，这种迁移不仅是可能的，而且是自然的。

Levison et al. 2005 给出了在已经形成了一些原行星的盘中让木星（这样的行星）向内迁移的方法：如果木星在运动过程中与小天体遭遇，并把遭遇的小天体弹射（eject）出去，自身会由于损失能量而向内移动。如果当时木星的轨道是圆的，那这样的弹射只有在遭遇的小天体的速度跟木星速度差异在 40% 以上时才会发生；如果木星轨道不圆，就怎么着都行了。

这样的迁移能不能持续取决于是不是持续的有物质喂进来。如果木星三下五除二佛挡杀佛的把一路上遇到的螳臂全都弹走，而没有足够的物质补充进来，木星轨道很快清场，不再有小天体可以跟木星产生相互作用，那轨道迁移就很快停止，产生所谓“耗散迁移”（damped migration）；而如果盘中有足够的质量，能持续的跟木星发生作用，就可以让木星持续的迁移到离太阳比较近（1 AU）乃至非常近的地方，形成“温木星”甚至“热木星”。

假设题主擦了擦神灯，给太阳系变出来一个大质量的气体 / 尘埃盘，这个木星迁移工程要持续多久呢？

根据 Chambers 2009，在更原始的气体盘中，木星这么大质量的行星足以在盘中开个缝，并在两条“气体桥”的牵引下产生迁移。

这个迁移的速度与气体盘的粘性、密度和温度梯度有关。在典型的参数范围内，木星从 5 AU（就是它现在的位置）迁移到地球轨道附近，需要 3~30 万年的时间。跟人类从树上走下来用的时间相比……还是很快的对吧。

但是真的把木星弄进来，真不一定是好事。按Jupiter’s ‘Smashing’ Migration May Explain Our Oddball Solar System一文的说法，太阳系历史上真实发生过的木星内迁事件，让木星轨道之内的几颗行星轨道交叠，于是它们之间发生了惨烈的相撞并遭到毁灭性打击。地球等几颗现在我们看到的行星是这次大灾变之后才形成的。如果此说成立，可以解释为什么太阳系内侧几颗岩石行星的年龄比外侧几颗气态巨行星更小，而大气层比我们观测到的一些系外行星要薄。虽然历史上的木星内迁最终意外成就了地球，但再来一次的话，成就的是谁可就难说了。

对了，请先捡到一盏神灯。

感谢 @王卓骁斧正原稿。

参考文献：

Chambers 2009 AREPS 37, 321 pdf 链接

Levison et al. 2005 PPV 669 pdf 链接

Batygin et al. 2015 PNAS 112,4214 pdf 链接

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