太阳可能有位失散的兄弟

我们的太阳系远远大于八大行星所占据的空间。它一直延伸到奥尔特云。奥尔特云距离太阳是日地距离的2000到10万倍。它最远的边缘直达太阳和半人马座阿尔法星(离我们最近的恒星)连线的中点。所以,如果半人马座阿尔法星也有自己的奥尔特云,两颗恒星差不多就是身体擦着身体。

但是,我们并不知道奥尔特云是如何形成的。


【资料图】

奥尔特云形成之谜

奥尔特云不像内太阳系有那么多的大天体。乘坐宇宙飞船穿越它,你可能一个大天体都遇不到。但它事实上由大约1000亿个小天体组成,主要是冰质的彗星和岩石质的小行星。它们受到的太阳引力十分微弱,很容易被推离轨道,进入星际空间。我们虽不能直接看到它们,但是有很多证据表明它们的存在,比如不时从奥尔特云坠入内太阳系的彗星。

有一些证据表明在奥尔特云中藏有更大的天体。几年来,科学家们在研究海王星和它邻近几颗矮行星的轨道时提出,可能有一颗未知的行星在那里“牵引”着它们。它的质量是地球的10倍左右,被称为行星九。

奥尔特云的形成是一个谜。首先是它的形状。你看,内太阳系的行星和小行星处于围绕太阳的一个圆盘上,而奥尔特云则是一个广阔、弥散的球体,从各个方向包围着太阳系。它的这个球体形状,无法用目前的太阳系形成理论解释。

其次,奥尔特云中天体的来历也是一个谜。流行的观点是,它们是从制造太阳系行星的星云盘上散落下来的“边角料”。奥尔特云中确实有一些天体来自内太阳系,但它们只占总数的1/10到1/3。

如果你还假设有一颗像行星九那么大的天体藏在那里,奥尔特云就变得更难解释了。

太阳可能有过一位兄弟

最近,美国哈佛大学的两位天文学家想出了一个办法,可以同时解决这两个谜。其要点是,必须假设太阳在童年的时候有过一位孪生兄弟。

大多数天文学家相信,诞生了太阳的那团气体和尘埃云中,可能还孕育了许多其他恒星。这团气体尘埃云就好像恒星的“育儿室”。这些恒星形成之后,组成了一个星团(恒星相对密集的集体,但区别于星系的是,星团没有中心)。星团内的星际空间还充塞着大量“流浪天体”,如小行星、行星和星际彗星。它们是在剧烈的造星运动中,从各个恒星系弹射出来的。

就太阳自身来说,它的引力还不足以将这些流浪天体揽入自己怀中,组成它现在的奥尔特云。但假如太阳在年轻的时候有过一颗伴星(这并不罕见,所有类似太阳的恒星中,一半以上都有伴星),它们构成一个双星系统,那情况就大不一样了。太阳兄弟俩的引力合力要比单枪匹马时强得多,因此更容易从星际捕获小天体,甚至捕获像假想中的行星九那样的大天体。

这个理论不仅解释了为什么奥尔特云中会有那么多天体,还巧妙地解释了其形状。因为从星际空间抓取天体是四面八方随机的,所以就形成一个围绕太阳的球体,而不是一个圆盘。

至于太阳的这位兄弟,后来走失了,很可能是被另一颗路过的恒星拉走的——这个过程在年轻的星团中也很常见。它离开的时候,可能也带走了奥尔特云里的一部分天体,导致我们现在看到的奥尔特云如此“人烟稀少”。

如何证实太阳有过兄弟?

要想验证这个猜想的真伪,当然最好是在茫茫星海中,指给我们看:“喏,那就是太阳走失的兄弟。”但遗憾的是,如果它存在的话,我们也很难再找到它了。因为太阳所在的恒星“俱乐部”在45亿年前就已解体,而且自那以后,银河系的一切已被搅动了太多次。

不过,我们可以根据别的线索来间接验证这个猜想。如果太阳确实曾经有过一颗伴星,两强联手不仅能够捕获设想中的行星九,而且还会捕获大量的矮行星——它们应该至今还留在奥尔特云中。

当然,现在还没有关于这些矮行星存在的证据,但这是我们对奥尔特云了解太少之故。2021年,在智利建成的大型综合观测望远镜(LSST)将以前所未有的精度扫描天空,以寻找这类遥远、昏暗的天体。如果LSST发现了奥尔特云中的行星九和大量其他矮行星,这将强烈表明我们的太阳确实有过一个孪生兄弟。

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