十分受歡迎的節(jié)目用宇宙的吸引來引誘觀眾去看比如《古董巡回秀》。誰不想在閣樓或者地下室發(fā)現(xiàn)隱藏的寶藏呢?但等待我們?nèi)ヌ剿鞯牟恢皇呛币姷漠嬜骱蛡骷覍毜闹轱?。外太空也藏匿著寶藏。那些圍繞著其他恒星的行星也許蘊(yùn)藏著巨大價(jià)值。
宇航員發(fā)現(xiàn)了太陽系外的重要線索。這條線索指向幾乎不可能的地方,地球后院。
“一些太陽系內(nèi)物體很可能是由其他的行星所形成的?!庇詈絾T斯科特·凱尼恩說道。(史密斯森天文物理天文臺(tái))
哪些外太空物質(zhì)是如何進(jìn)入太陽系的呢?四十億年前一顆行星橫沖直撞地掠過太陽系時(shí),它們之間發(fā)生了物質(zhì)交換。宇航員凱尼恩和宇航員本杰明·布洛姆利(猶他州大學(xué))經(jīng)計(jì)算得出此結(jié)論。2004年12月2日他們?cè)谧匀浑s志上發(fā)表了《經(jīng)過太陽的小行星受重力作用而脫離原軌道》。與此同時(shí),太陽從外來星球吸引出其他物質(zhì)。
“交換或許不對(duì)等,但一定進(jìn)行了交換?!辈悸迥防f道。
擦肩而過
凱尼恩和布洛姆利在研究小行星賽德娜時(shí)得出這個(gè)意外的結(jié)論。這顆小行星的體積幾乎和冥王星一樣大,但是它距太陽很遠(yuǎn)。2003年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)賽德娜的軌道和尋常不同,他們?yōu)橹唤狻\壍莱蕶E圓形,繞軌一周需要一萬年,并且距太陽僅70天文單位,遠(yuǎn)超海王星。(1天文單位,縮寫為A.U.,近似于地球到太陽的平均距離,大約是930萬千里)
圖解:賽德娜(英文:Sedna)為一顆外海王星天體,小行星編號(hào)為90377。它于2003年11月14日發(fā)現(xiàn),它被發(fā)現(xiàn)時(shí)是太陽系距離地球最遠(yuǎn)的天然天體。圖源:wikipedia
研究賽德娜并不簡(jiǎn)單,它超出太陽系內(nèi)其他恒星重力作用范圍。但路過的恒星的重力作用還是能夠把天體超過海王星的原定運(yùn)行軌道,也就是柯伊伯帶,然后進(jìn)入賽德娜。凱尼恩和布洛姆利用電腦重現(xiàn)了恒星的飛行發(fā)生的過程。
圖解:柯伊伯帶(英文:Kuiper Belt),又稱作倫納德-柯伊伯帶,另譯柯伊伯帶、古柏帶,是位于太陽系的海王星軌道(距離太陽約30天文單位)外側(cè),在黃道面附近的天體密集圓盤狀區(qū)域。圖源:baidu
這次飛行恰巧路過了兩個(gè)關(guān)鍵條件。首先,這顆恒星必須距離海王星足夠遠(yuǎn),才不會(huì)影響其運(yùn)行軌道。其次,這次相遇必須發(fā)生的足夠晚來確保類賽德娜恒星有足夠的時(shí)間在柯伊伯帶發(fā)展壯大。
圖解:藝術(shù)家所想像的塞德娜地平線,可以見到銀河、太陽、心宿二及角宿一
凱尼恩和布洛姆利建議說碰撞之時(shí)太陽至少形成300億年并且不超過2000億年。150-200的原子單位的飛行距離足夠近去干擾柯伊伯帶的外部,并且不受海王星的影響。
根據(jù)演示來看,這顆過路的恒星重力可以影響太陽系外超過50原子單位,就像是太陽引力也能吸引一些太陽系外小行星。模型顯示了賽德娜的軌道,并且觀察到了柯伊伯帶的外邊緣。在此,很少天體定居在這里超過50原子單位。
“一顆飛過的恒星解決了兩個(gè)問題,賽德娜的軌道和柯伊伯帶的外邊緣?!辈悸迥防f道。
擁擠的誕生地
但這顆行星從哪來,到哪去?自從40億年前這顆行星在這里出現(xiàn),任何太陽附近的天體都有嫌疑。但時(shí)至今日沒有確切的方式去證實(shí)誰是那顆“肇事恒星”。
觀察顯示,盡管科學(xué)家十分不解,因?yàn)樘柲壳疤幱阢y河的恒星稀疏地帶。4光年外的恒星是離我們最近的恒星。恒星與恒星擦肩而過并不常見。如果太陽密度十分密集,這種碰撞或摩擦很可能產(chǎn)生一個(gè)新的太陽。
“我們相信90%的恒星都會(huì)彼此碰撞或摩擦,”宇宙學(xué)家查爾斯·拉達(dá)(來自哈佛史密森尼天體物理研究中心)說,“恒星密度越大,橫行之間摩擦的可能性就越大。”
“這項(xiàng)工作是一條很重要的證據(jù)顯示,太陽是由恒星之間相互靠近而形成的。”他補(bǔ)充說到。
尋找適宜生存的星球
凱尼恩和布洛姆利的演示出幾千的,甚至幾十萬的柯伊伯帶天體都被這顆路過的恒星吸引了。但是仍然沒有被證實(shí)。賽德娜是天然形成的,并非從其他恒星捕獲的。在已知的柯伊伯帶天體中,一塊冰巖混合2000 CR105 是最佳目標(biāo),考慮到它奇特的橢圓構(gòu)造和高度傾斜的軌道。但只有對(duì)超過太陽系內(nèi)40度的天體進(jìn)行勘測(cè)才可能解決在我們的地盤出現(xiàn)系外行星的實(shí)例。
凱尼恩和布洛姆利的下一個(gè)目標(biāo)是預(yù)估計(jì)算被吸引恒星的天空密度,他們就可以做個(gè)調(diào)查來尋找適宜生存的星球。
“原則上來說,如果星球的數(shù)量夠多的話,像多鏡面望遠(yuǎn)鏡這種大的望遠(yuǎn)鏡(史密森尼/亞利桑那大學(xué))就可以觀測(cè)到他們。”凱尼恩說。
本次計(jì)算是在加利福尼亞州帕薩迪納市噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的超級(jí)電腦中心,利用每日3000cpu的計(jì)算(機(jī))時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。
哈佛-史密森尼天體物理研究中心(CfA)的總部設(shè)在馬薩諸塞州的劍橋,它是由史密森尼天體物理研究中心和哈佛大學(xué)研究中心合作完成。哈佛-史密森尼天體物理研究中心的科學(xué)家分成了六個(gè)調(diào)查小組,研究起源,進(jìn)化和宇宙的最終形態(tài)。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. universetoday
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.原文來自:https://www.universetoday.com/10078/sun-could-have-traded-with-another-star/
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