太陽曾有個雙胞胎?哈佛:失散恆星可解釋第九行星和奧爾特雲!

2020-12-05 八兩科學

在整個銀河系裡,約有85%的恆星都是雙胞胎、三胞胎甚至四胞胎;即便質量如太陽相似的恆星(類太陽恆星)也有一半以上是雙星系統。而像太陽這樣的孤獨的恆星,可以說是極為古怪的。發表在《天體物理學雜誌快報》上一篇研究報告稱,在太陽系的早期,太陽曾經有一個「雙胞胎(伴星)」,使它像銀河系的其他恆星一樣,也是一個雙星系統。如果假說正確,那關於太陽系的一些更令人困惑的問題便能解決,如奧爾特雲的形成、第九行星等。

這是哈佛大學的科學家提出的一個有趣的假說,但事實上,很多天文學家都認為太陽曾經有一個伴星。早在1984年,美國物理學家理察穆勒就提出過太陽有一個伴星的假設——涅墨西斯假說。那哈佛大學團隊又有什麼證據可以支持這個假說呢?奧爾特雲和第九行星。

在柯伊伯帶後方很遠的地方,有個叫奧爾特雲(Oort Cloud)的彗星庫,其名字來自荷蘭天文物理學家奧爾特(Jan Oort)。奧爾特雲呈現球形分布圍繞著太陽系,主要由上千億個直徑大於2公裡的冰冷物體組成。與太陽之間的距離估計為2000至100000天文單位(約2光年),可以說是太陽系的邊界。同時它又是一個長周期彗星的儲存庫,而因球形關係,奧爾特雲彗星可以從任何方向、以任何軌道傾角進入太陽系內圍。

但距離如此遙遠的奧爾特雲是如何儲存那麼多的小天體呢?學界目前的想法是,它是太陽系行星和衛星形成時拋出去的碎屑,或者其他星系的殘骸被太陽的引力捕捉留下的。但理論上,太陽的引力沒有那麼大,可以捕捉到如此之多的小天體。

而哈佛大學天文學家勒布(Leeb)和西拉傑(Siraj)通過計算機模擬表明,如果存在第二顆太陽(伴星),那這一切就很容易解釋了。研究認為,數十億年前,太陽雙星與其它眾多恆星自銀河系內一片巨大分子雲中出生,它們仍然相互鎖定。如果太陽伴星質量若與太陽相同,那麼它就能在重力相互作用下協助擴展太陽系勢力範圍,幫助太陽吸收了奧爾特雲的物質。

只不過受到銀河系潮汐力的拉扯,大多數恆星會在出生不久後就被撕裂分離,而太陽伴星在太陽系形成前1億年被拉走了。至於它被拉去哪了呢?答案很簡單,迷失在星際空間或者依然在銀河系內流浪。

另外太陽有伴星的假設也可以解釋第九行星存在。如果有顆海王星大小的第九行星位於外太陽系,那麼柯伊伯帶天體軌道異常的原因就一目了然。但是第九行星如何誕生?是原本就在外太陽系形成,還是先在內太陽系形成後才被拉出去?

根據哈佛團隊的說法,雙星系統的引力會捕獲大量的矮行星,包括可能更大的行星,如第九行星(其質量可能約為地球的10倍,並且其軌道距太陽的距離約為海王星的20倍)。換句話說,在失去雙星系統之前,太陽系已經捕獲了其外層物體,即奧爾特雲和第九行星。雖然這只是假設,但也可以解釋一些事情。

后羿:其實你們錯了,原本太陽是有9個的……

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  • 太陽曾有個雙胞胎?哈佛:失散恆星可解釋第九行星和奧爾特雲
    在整個銀河系裡,約有85%的恆星都是雙胞胎、三胞胎甚至四胞胎;即便質量如太陽相似的恆星(類太陽恆星)也有一半以上是雙星系統。而像太陽這樣的孤獨的恆星,可以說是極為古怪的。早在1984年,美國物理學家理察穆勒就提出過太陽有一個伴星的假設——涅墨西斯假說。那哈佛大學團隊又有什麼證據可以支持這個假說呢?奧爾特雲和第九行星。
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    4年前,一些天文學家提出,在外太陽系中可能隱藏著一顆太陽系「第九行星」。但是,第九行星究竟是什麼?它為什麼會出現在那裡?要解釋這些問題並不容易。最近,兩項研究分別提出了兩個瘋狂的假說:第九行星可能是一個原初黑洞;或者,它的存在是因為太陽系中曾有第二個太陽。
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    太陽系最外圍有一圈稱為歐特雲的奇怪雲團,充滿冰冷原始物質,到目前為止都還沒有模型能夠解釋歐特雲的存在。最近一篇新研究提出,假如太陽曾經有個雙胞胎,那麼歐特雲的形成、甚至第九行星的假設等問題便能解決。歐特雲(Oort Cloud)距離太陽最遠達 10 萬天文單位(約 2 光年),彰顯著太陽系邊界(太陽引力影響力的極限),主要由冰微行星組成,可能含有上千億個半徑大於 1 公裡的冰冷物體,科學家相信它是所有長周期彗星、進入內太陽系的哈雷類彗星、半人馬小行星與木星族彗星的起源地。
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