如果一个增强版的地球突然掉到太阳系火星和木星之间会怎么样?这是一项新研究提出的令人难以置信的问题，该研究旨在了解“超级地球”(在其他恒星系统中非常常见的一类行星)如何影响我们自己的太阳邻居。
事实证明，太阳系这部分的系外行星可能会以多种方式毁灭地球上的生命，包括直接将我们的星球抛向太阳，或者导致它迷失在星际空间。超级地球的质量可以是地球的1.5到10倍，甚至可以破坏更大的行星，比如冰巨星天王星或海王星，让它们滚出太阳系。
这个思想实验不只是投机地撼动我们的太阳系，尽管这确实是乐趣的一部分。加州大学河滨分校行星天体物理学教授斯蒂芬·凯恩最近发表在《行星科学杂志》上的一项研究称，从更广泛的层面上讲，这些想象中的超级地球可以“提供重要的见解，让我们了解我们的太阳系结构和演化与其他行星系统相比有多典型”。
凯恩在与Motherboard的通话中说:“有许多行星的大小介于地球和海王星之间，可能是地球的两倍大，我们称这些行星为超级地球。”“因为我们在太阳系内没有类似的行星，这一直是行星科学家和系外行星人士的一大哀叹，他们希望我们确实有一个超级地球，比如在火星和木星的轨道之间”，“我们可以详细研究”。
“希望我们在太阳系中有一个超级地球，这在谈话中经常出现，我真的很想探索这个问题，并说，‘好吧，让我们说我们的愿望实现了，’”他继续说。“那会是什么样子?”这样做的后果会是什么?”
一些科学家认为，由于在太阳系外围发现了一些奇怪的引力效应，可能有一颗行星潜伏在离太阳比海王星远20倍的地方。这个假想的世界被称为第九行星，可能是一个巨大的超级地球，但它是否存在尚不清楚。即使超级地球隐藏在已知行星之外的遥远地方，也很难派遣太空任务穿越如此遥远的距离去拜访它。
我们的太阳系缺乏任何已知的超级地球，这对研究这些好奇世界的科学家来说是一个遗憾，因为它们提出了许多未解之谜，近距离观察可能会解决这些问题。例如，目前还不清楚像地球这样的岩石行星在什么时候会变成像海王星和天王星这样的小型气体巨星，或者一些超级地球是否可能适合生命居住——可能比类地行星更适合生命居住。
虽然超级地球似乎在银河系中很多，在我们最近的星系中也有很多，但这些行星上的环境在很大程度上仍然是一个谜。所以，挥一挥魔杖，在我们的太阳系中增加一个，这样我们就可以近距离观察，这不是很好吗?
答案是“我们应该小心我们的愿望，”凯恩说，他进行了数千次模拟，将各种质量的超级地球添加到我们现在的系统中，以预测1000万年后的结果。
凯恩把这些新世界放在距离太阳2到4个天文单位(au)之间(1 au是地球和太阳之间的距离)。在这样的距离下，超级地球最终会在火星和木星轨道之间的巨大间隙中结束，目前主要的小行星带占据了这一间隙。这些世界在这个位置的存在经常会产生所谓的“平均运动共振(MMRs)”，这是各种行星的轨道频率之间的关系，可以影响它们围绕恒星的轨迹。
凯恩在研究中指出:“太阳系内部的行星特别容易受到超级地球行星的影响，导致许多区域的系统严重不稳定。”“2-4 au的广阔区域包含了mmr的许多位置，这些位置的内行星进一步放大了太阳系内部的混乱演化。在2-4 au区域内，外行星也有重要的MMR位置，这对冰巨星有潜在的重大影响。”
例如，凯恩的一些超级地球最终将包括地球在内的内行星弹射到星际空间，或者更糟糕的是，直接射向太阳。如果这种情况发生，人类和地球上的所有其他生命要么会在我们离开太阳时被推入宇宙的黑暗中，要么会在我们的恒星吞噬我们整个世界时蒸发。
在其他情况下，地球可能仍在太阳系中，但被抛入一个不稳定的轨道，可能会与其他行星发生碰撞，这种结果可能会消灭我们这个世界上的生命。我们还可能进入一个新的偏心轨道，产生剧烈的气候波动，使生活更具挑战性。
凯恩说，在一些轨道上，“气候开始变得非常非常混乱”。“当地球非常靠近太阳，然后又非常远离太阳时，就会有一段时间，地球在更远的地方会结冰，然后在最接近太阳的时候会融化，并被太阳瞬间加热。”
在某些情况下，增加的超级地球本身会在短时间内被逐出太阳系，而在另一些情况下，海王星和天王星会被喷射到星际空间。只有木星和土星这两个太阳系中最大的行星，相对来说没有受到新的“超级地球”的影响。
这些结果强调了太阳系行星之间的微妙平衡，这可以帮助科学家了解超级地球在星系中所扮演的角色。
例如，我们的太阳系似乎是一个异类，因为没有这些被抬升的地球，也因为存在一个巨大的气体巨星，木星，在离太阳很远的地方，这种情况在其他系统中是相对罕见的。这两个因素都在地球的宜居性方面发挥了作用，在我们太阳系的生命周期中，可能还有其他世界，包括古代火星，使它们成为寻找宇宙其他地方生命的重要线索。
“我在这里想说明的是[增加一个超级地球]将会产生严重的后果，”凯恩总结道。“直到我自己深入研究并进行了自己的模拟，我才完全意识到我们的太阳系是多么地完美。”
