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在太阳系外围是彗星的起源点,但彗星也可能是来自另一颗恒星

 红豆居士 2016-09-19

在太阳系外围是彗星的起源点,但彗星也可能是来自另一颗恒星

彗星是围绕太阳运动的冰冷的小天体。因为彗星富含冰,所以在它们穿过太阳系内部时,其表面会被少部分蒸发。这种蒸发气体背向太阳喷出形成长长的一条尾巴,因此彗星古时被称为“毛头星”。

彗星通常可归类为“周期性的”(周期不超过200年)和“非周期性的”(时期大于200年)。诸如哈雷彗星等周期彗星大约每隔一代就会在内太阳系中现身一次;而诸如海尔-波普彗星等非周期彗星一般在掠过太阳系内部之后就会离开,再也不会出现(至少在一两千年内)。

在太阳系外围是彗星的起源点,但彗星也可能是来自另一颗恒星

彗星

因为周期彗星的逐渐蒸发,它们的地质尺度不会持续太久。随着时间的推移,周期彗星将会消失。所以一般认为,周期彗星曾经是为非周期彗星,因受到木星或其他行星的引力摄动而进入短周期轨道。当然,这就引出了一个问题:这些非周期彗星来自哪里呢?

通过观测它们的轨道可发现有关线索。目前大约有250颗已知周期彗星,以及超过2000颗已知非周期彗星。在下图中,我们作出了每颗彗星的轨道倾角和升交点的关系图。这里的轨道倾角是相对于地球绕太阳公转的轨道平面即黄道面;这里的升交点是指,在天球坐标系中,地球的黄道面与彗星从南向北运动时的轨道交点,升交点告诉我们彗星在黄道面上的方向。图中红点是周期彗星,灰点则是非周期彗星。

在太阳系外围是彗星的起源点,但彗星也可能是来自另一颗恒星

彗星的轨道倾角与升交点的关系图

正如上图所示,大多数周期彗星的轨道倾角是在30度之内,这是被行星“捕获”的合理证据。然而,非周期彗星的轨道倾角几乎都是高于30度。除了一小部分的群集,非周期彗星的轨道显得很随机。换言之,非周期彗星可以来自任何方向。

在太阳系外围是彗星的起源点,但彗星也可能是来自另一颗恒星

黄道面示意图

由于非周期彗星可以来自任何地方,其来源很可能形成了一个绕着太阳的球体云团,这就是奥尔特云。我们还未直接观测到奥尔特云,但从模型中推断出它位于距离太远2,000 AU至50,000 AU(AU即天文单位,是长度单位,约为地球与太阳的平均距离,即1 AU≈1.5 亿千米)。奥尔特云的外围达到了我们跟最近一颗系外恒星(比邻星)距离的1/5,因此,奥尔特云也可能包含来自其他恒星系统的物质,这意味着一些彗星可能是来自另一颗恒星的天外来客。

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