一场碰撞事故后，太阳与其他恒星发生了物质交换?

NGC1952 2019-10-30

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十分受欢迎的节目用宇宙的吸引来引诱观众去看比如《古董巡回秀》。谁不想在阁楼或者地下室发现隐藏的宝藏呢？但等待我们去探索的不只是罕见的画作和传家宝的珠饰。外太空也藏匿着宝藏。那些围绕着其他恒星的行星也许蕴藏着巨大价值。

宇航员发现了太阳系外的重要线索。这条线索指向几乎不可能的地方，地球后院。

“一些太阳系内物体很可能是由其他的行星所形成的。”宇航员斯科特·凯尼恩说道。（史密斯森天文物理天文台）

哪些外太空物质是如何进入太阳系的呢？四十亿年前一颗行星横冲直撞地掠过太阳系时，它们之间发生了物质交换。宇航员凯尼恩和宇航员本杰明·布洛姆利（犹他州大学）经计算得出此结论。2004年12月2日他们在自然杂志上发表了《经过太阳的小行星受重力作用而脱离原轨道》。与此同时，太阳从外来星球吸引出其他物质。

“交换或许不对等，但一定进行了交换。”布洛姆利说道。

擦肩而过

凯尼恩和布洛姆利在研究小行星赛德娜时得出这个意外的结论。这颗小行星的体积几乎和冥王星一样大，但是它距太阳很远。2003年，科学家发现赛德娜的轨道和寻常不同，他们为之不解。轨道呈椭圆形，绕轨一周需要一万年，并且距太阳仅70天文单位，远超海王星。（1天文单位，缩写为A.U.，近似于地球到太阳的平均距离，大约是930万千里）

图解：赛德娜（英文：Sedna）为一颗外海王星天体，小行星编号为90377。它于2003年11月14日发现，它被发现时是太阳系距离地球最远的天然天体。图源：wikipedia

研究赛德娜并不简单，它超出太阳系内其他恒星重力作用范围。但路过的恒星的重力作用还是能够把天体超过海王星的原定运行轨道，也就是柯伊伯带，然后进入赛德娜。凯尼恩和布洛姆利用电脑重现了恒星的飞行发生的过程。

图解：柯伊伯带（英文：Kuiper Belt），又称作伦纳德-柯伊伯带，另译柯伊伯带、古柏带，是位于太阳系的海王星轨道（距离太阳约30天文单位）外侧，在黄道面附近的天体密集圆盘状区域。图源：baidu

这次飞行恰巧路过了两个关键条件。首先，这颗恒星必须距离海王星足够远，才不会影响其运行轨道。其次，这次相遇必须发生的足够晚来确保类赛德娜恒星有足够的时间在柯伊伯带发展壮大。

图解：艺术家所想像的塞德娜地平线，可以见到银河、太阳、心宿二及角宿一

凯尼恩和布洛姆利建议说碰撞之时太阳至少形成300亿年并且不超过2000亿年。150-200的原子单位的飞行距离足够近去干扰柯伊伯带的外部，并且不受海王星的影响。

根据演示来看，这颗过路的恒星重力可以影响太阳系外超过50原子单位，就像是太阳引力也能吸引一些太阳系外小行星。模型显示了赛德娜的轨道，并且观察到了柯伊伯带的外边缘。在此，很少天体定居在这里超过50原子单位。

“一颗飞过的恒星解决了两个问题，赛德娜的轨道和柯伊伯带的外边缘。”布洛姆利说道。

拥挤的诞生地

但这颗行星从哪来，到哪去?自从40亿年前这颗行星在这里出现，任何太阳附近的天体都有嫌疑。但时至今日没有确切的方式去证实谁是那颗“肇事恒星”。

观察显示，尽管科学家十分不解，因为太阳目前处于银河的恒星稀疏地带。4光年外的恒星是离我们最近的恒星。恒星与恒星擦肩而过并不常见。如果太阳密度十分密集，这种碰撞或摩擦很可能产生一个新的太阳。

“我们相信90％的恒星都会彼此碰撞或摩擦，”宇宙学家查尔斯·拉达（来自哈佛史密森尼天体物理研究中心）说，“恒星密度越大，横行之间摩擦的可能性就越大。”

“这项工作是一条很重要的证据显示，太阳是由恒星之间相互靠近而形成的。”他补充说到。

寻找适宜生存的星球

凯尼恩和布洛姆利的演示出几千的，甚至几十万的柯伊伯带天体都被这颗路过的恒星吸引了。但是仍然没有被证实。赛德娜是天然形成的，并非从其他恒星捕获的。在已知的柯伊伯带天体中，一块冰岩混合2000 CR105 是最佳目标，考虑到它奇特的椭圆构造和高度倾斜的轨道。但只有对超过太阳系内40度的天体进行勘测才可能解决在我们的地盘出现系外行星的实例。