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太阳系被包围并非空穴来风,这个假想空间已经被科学家探测到

 昵称30604781 2018-08-31

川陀太空讯(小伊)几十年来,科学家一直推测,在太阳系边缘之外,距离太阳5万 AU(0.79 ly)之外,存在着大量冰冷星子组成的星云,被称为奥尔特云。

以荷兰天文学家Jan Oort命名,这里被认为是长周期彗星的起源地。但是,到目前为止,还没有任何直接证据证明奥尔特云的存在。这是因为奥尔特云远离太阳并且分散于大面积太空区域中,因而非常难以观察。

然而,在最近的一项研究中,来自宾夕法尼亚大学的天体物理学家团队提出了一个大胆的想法。他们认为利用普朗克望远镜和其他望远镜绘制的宇宙微波背景(CMB)地图,可以探测到其他恒星周围的奥尔特云。

宾夕法尼亚大学物理和天文系博士后研究员等人发现,根据CMB调查可以探测银河系恒星周围的奥尔特云。简要来说,奥尔特云是科学家提出的从距离太阳2,000到5,000 AU(0.03和0.08 ly)延伸到50,000 AU(0.79 ly)的一个假想空间区域,尽管一些估算甚至认为其可能延伸至100,000至200,000 AU(1.58和3.16 ly)。

和柯伊伯带及离散盘一样,奥尔特云也是海王星外天体的储藏库,尽管其距离太阳比其他二者还要远数千倍。科学家认为奥尔特云起源于太阳系早期时位于太阳系50AU内的一群冰冷天体。随着时间的推移,理论认为由于巨行星对其轨道的扰动导致那些具有高度稳定轨道的天体沿黄道面形成柯伊伯带,而那些轨道更古怪距离更遥远的天体则形成了奥尔特云。

根据Baxter及其同事的说法,由于奥尔特云的存在在太阳系演化过程中发挥了重要作用,因此可以合理地假设其他恒星系统也拥有自己的奥尔特云,他们称之为外奥特云(EXOCs)。

川陀太空认为,太阳系周围奥尔特云形成的一种可能的机制是太阳系原行星盘中的一些天体与巨行星相互作用而被驱逐到非常大的椭圆轨道上。随后这些天体的轨道受到附近恒星和银河系潮汐力的影响,导致它们离开受太阳系平面限制的轨道,并形成现在的球形奥尔特云。你可以想象其他拥有巨行星的恒星周围可能也发生了类似的过程,而且我们知道太阳系外有很多恒星都拥有巨行星。

检测外奥特云很困难,主要原因与无法直接证明太阳系拥有奥尔特云是一样的。首先,奥尔特云中没有很多物质,估计仅为地球质量的几倍到二十倍。

其次,这些物质距离太阳过于遥远,因而不会反射太多光线或具有强烈的热辐射。因此,科学家建议使用毫米/亚毫米波长下的宇宙全景图来搜寻其他恒星周围奥尔特云的迹象。由于普朗克望远镜等任务已经绘制出宇宙微波背景(CMB)图, 同时利用了普朗克卫星观测得到的545 GHz和857 GHz宇宙全景图,事实上我们可以利用这台望远镜研究外奥尔特云和可能的行星形成过程,这相当令人惊讶。

这是一个相当革命性的想法,因为检测EXOC并非普朗克任务的预期目标之一。通过绘制大爆炸遗留下来的遗留辐射CMB,天文学家试图更好的理解早期宇宙(大爆炸后约378,000年)是如何演化至今的。不过,他们的研究确实是建立在AlanStern(新视野任务首席研究员)先前所做的工作的基础之上。

ESA的普朗克任务获得的全天数据,展示了不同的波长的微波背景。

1991年,Stern与John Stocke(科罗拉多大学博尔德分校)和Paul Weissmann(NASA喷气推进实验室)一起进行了一项题为“IRAS搜寻太阳系外奥尔特云”的研究。在这项研究中,他们建议使用红外天文卫星(IRAS)的数据来搜寻EXOC。

然而,尽管这项研究重点关注某些波长和17个恒星系,但Baxter及其团队还是依赖成千上万个恒星系和更宽的波长范围的数据进行研究,并且认为其他现有和未来将要建成的望远镜都有可能在这方面有所作用,包括位于南极洲阿蒙森-史考特南极站的南极望远镜;位于智利的阿塔卡玛宇宙望远镜和西蒙斯天文台;位于南极洲的在气球运载大口径亚毫米波望远镜(BLAST);位于西弗吉尼亚的绿岸望远镜等等。

这些模型提示,普朗克卫星收集的数据很可能让我们更易于探测附近恒星的外奥特云,类似太阳系周围的奥尔特云,如果这个设想变成现实,那么我们很可能第一次接触这个太阳系外围的球形包围圈。

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