火星是否曾經接近太陽，與金星「共舞」？

原標題：火星是否曾經接近太陽，與金星「共舞」？

數十億年前，液態水流過火星表面，隨著這顆紅色行星磁場消失也失去了大氣層，它也失去了束縛水的能力——至少大多數理論是這麼認為的。現在一種新的模型表明，如果火星開始靠近太陽並緩慢地向外移動，那麼它將開始變得更加溫暖和濕潤。賓夕法尼亞州立大學的研究員科爾·布朗說：火星從金星頂上開始，然後它向外跳向地球。布朗與同樣來自賓夕法尼亞州立大學的行星科學家達倫·威廉姆斯(Darren Williams)合作，建立了一個早期太陽系，火星從一個更溫暖的地方出發。

早期潮濕的火星可能是在金星軌道附近開始，在它生命早期的引力作用將這顆紅色行星推到目前軌道之前。圖片：NASA/GSFC

博科園-科學科普：發現這個過程不太可能，但卻是可能的——以這種方式開始的行星中，只有10%以上成功地到達了今天火星運行軌道的地方。今年6月在丹佛舉行的美國天文學會第232次會議上公布了這一結果。在火星遠離金星之後，事情就會變得有趣起來。火星表面被河流狀地貌和擴張的三角洲劃破，所有這些似乎都表明火星表面曾經有液態水存在。在近40億年的歷史中，這些特徵幾乎和行星本身一樣古老，暗示著液態水在這顆紅色行星上是短暫的。

40億年前，年輕的太陽更暗，亮度只有現在的75%。如果火星在目前的軌道上運行，它與太陽的平均距離為1.42億英里(2.29億公里)，是地球的1.5倍(1.5個天文單位，即AU)，那麼這顆新誕生的恆星本身還不足以讓它保持溫暖。要想讓這顆行星的溫度足夠高，能夠容納水，就必須有一個大氣覆蓋層。有了顯著的溫室效應，大氣層將使這顆紅色星球的表面保持液態水。隨著時間的推移，研究人員認為大氣已經消失，美國宇航局的火星大氣和揮發性進化(MAVEN)任務等航天器正在尋找關於消失的大氣層線索。

但布朗並不滿足於這種解決方案，可能有另一種方法來實現(液態水的)這一結果。布朗和威廉姆斯注意到金星附近的區域在太陽年輕的時候是適宜的溫度，在太陽年輕的時候，利用計算機模型發現這兩顆行星可以在大約1億年的時間裡一起演化而成，足夠短的時間使液態水在地表形成。這兩個行星會保持潮汐鎖定，在那短暫的一段時間內保持不變的臉指向對方，直到軌道上的不穩定最終將他們分開。在逃離後，火星會在金星附近經過多個軌道，重力會把金星往內推，讓火星螺旋上升。

在這種情況下，這顆紅色的行星用不了多長時間就會與地球發生相互作用——這就是事情變得困難的地方。在這個場景的第一次模擬中，重力與地球的相互作用成功地將這顆紅色的行星推到了它目前的位置。但是布朗和威廉姆斯注意到，這顆紅色的行星偶爾會出現在我們地球的40個地球半徑範圍內——比月球的軌道還要近。不幸的是，最初的模型沒有包含月亮，所以他們沒有繪製出潛在的混亂，所以在下一次迭代中加入了月亮。

這有點像你向地球-月球系統發射火星大炮。進行了10000次模擬，火星以不同的速度進入系統。發現火星離地球表面越近，就越有可能影響到月球——有時甚至會把它完全驅逐出太陽系。在這些模擬中，火星只有很少接近到足以影響系統的程度，但「這是一個我們需要注意的風險」。《親密接觸》提出了一些有趣的問題，月球起源的主要理論涉及一個火星大小的天體在太陽系早期與地球相撞。這次碰撞將會在地球表面划出一塊區域，連同撞擊者留下的碎片一起匯合到月球上。這個過程與布朗和威廉姆斯模擬的過程相似，但沒有災難性的影響。

這幾乎能說明問題，但事實並非如此。火星從金星附近出發的可能性很小。在超過一半的模擬實驗中，火星與金星或地球相撞，這將使火星和火星表面的任何水跡象消失。近20%的時間裡，這顆紅色的行星被完全地從太陽系噴射出去，而另外10%的時間裡，它被拋入了太陽。只有13%的時間它能夠成功地在金星和地球之間跳舞，到達它目前的位置。目前，研究人員仍在繼續探索火星可能已經成功進入外太陽系的方式，以及火星和金星在潮汐鎖定狀態下是否能夠保持穩定。

博科園-科學科普｜文：Nola Taylor Redd/Space

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