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太阳系是如何形成的 太阳系是否存在X行星(2)

历史趣事 2017-5-12 16:53:35 

46亿年前,银河系中某个不起眼的地方正在孕育着什么。星系中弥漫的氢和氦以及固体尘埃开始凝聚并且形成分子。由于无法承载自身的质量,这一新形成的分子云便开始了坍缩。在不断加热和混合的过程中,一颗恒星诞生了。它就是我们的太阳。

四、彗星来自何方?

很少有“宇宙来客”能像彗星那样使得人类对它既敬畏又恐慌。特别是肉眼可见的哈雷彗星,在犹太教法典上写道“每70年出现一次的星星会让船长们犯错”。1066年黑斯廷斯战役之前哈雷彗星犹如厄运的征兆出现在了天际,1456年教皇卡利克斯特三世将其逐出了教会。

而现代科学对待彗星则采取了更多实证的观点。彗星是尘埃和冰的聚合体,在大椭圆轨道上绕太阳运动。当它们靠近太阳的时候,由于太阳风的吹拂而形成了壮观的彗尾。现在我们甚至还知道它们发源自海王星轨道以外的柯伊伯带。

但是这里也存在着问题。诸如1997年造访地球的海尔-波普彗星,它们难得会出现在我们的天空中。因为它们的轨道非常长,因此不可能来自柯伊伯带。许多天文学家对此的结论是,我们已知的太阳系被一个巨大的、由冰质天体组成的晕所包围,这些天体是几十亿年前在巨行星的引力作用下被从太阳附近“驱逐”到这里的。

太阳系是如何形成的 太阳系是否存在X行星

这一片天空中的“荒漠”被称为“奥尔特云”,用以纪念1950年第一个提出它的荷兰天文学家简·奥尔特(Jan Oort)。这个包围着太阳系的球形物质晕还从来没有被观测到过,但是如果长周期彗星确实发源于此的话,那么奥尔特云一定是非常巨大的,它所延伸的范围可以达到柯伊伯带外边界的大约1,000倍。在这样遥远的距离上,它不再会受到太阳系行星的影响,相反银河系和近邻恒星对它的作用成为了主导。奥尔特云可能就存在于我们的太阳系向星际空间过渡的某个地方。

太阳系是如何形成的 太阳系是否存在X行星

不幸的是,如果要在奥尔特云中搜寻X行星的话,那将是一个梦魇。对于望远镜来说,它太暗弱、太遥远也太小了。同样不幸的是,由此我们也错过了通过统计和估算这些天体的大小来重建太阳诞生地并且一窥形成巨行星原始物质的机会。

到目前为止,有关这些原初物质的信息都来自彗星和最大的柯伊伯带天体,因为它们被认为具有类似的组成。“这就像是"瞎子摸象",”美国西南研究所的行星科学家哈尔·利维森(Hal Levison)说。

尽管如此,但说不定在几十年之后人们就能描绘出这头“大象”的全貌了。奥尔特云中的天体会使得遥远恒星变暗或者发生衍射。虽然这些掩食所持续的时间只有几分之一秒,但是天文学家将采用已经用于柯伊伯带天体上的技术来测量这些天体的大小和距离。但地球大气湍流造成的闪烁会使得地面上的望远镜无法探测到它们,不过未来空间望远镜巡天应该可以发现大量的奥尔特云天体。

除此之外还存在着其他的问题。根据目前已知的长周期彗星的数目和轨道估计,奥尔特云中含有千亿个直径大于1千米的天体,它们的总质量可以达到地球的几倍。利维森说,这么多的物质超出了目前的太阳系形成理论可解释的范围,这说明还需要对我们现有的模型进行细致的检查。

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