途经场星对太阳系动力学未来的影响

太阳行星的长期动力学未来已被详细模拟和统计分析，但大多数先前的工作将太阳系视为完全孤立的，忽略了途经场星可能产生的影响。为了理解场星交会的动力学意义，我们在存在途经场星的情况下，对现代太阳系进行了数千次模拟，时间跨度为 50 亿年。我们发现，最强恒星相遇的脉冲梯度在很大程度上决定了场星的净动力学效应。由于这种相遇的预期强度存在多个数量级的不确定性，场星可能的重要性可能很大。我们的模拟表明，孤立的太阳系模型可能低估了我们巨行星未来长期轨道变化的程度超过一个数量级。此外，我们的行星和冥王星比以前认为的要不稳定得多。场星将冥王星从一个在 50 亿年内完全稳定的天体转变为一个具有约 5% 不稳定概率的天体。此外，场星使水星不稳定的几率增加了约 50-80%。我们还发现，火星因碰撞或抛射而丢失的概率约为 0.3%，地球卷入行星碰撞或被抛射的概率约为 0.2%。与先前在孤立太阳系模型中研究的不稳定性相比，由场星引发的不稳定性更有可能涉及多个行星的丢失。此外，它们通常发生在太阳系未来的更早时期，使得场星途经成为未来 40 至 45 亿年内最可能的不稳定性原因。