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是星际物质构成的太阳系吗?有多少是呢?天文学家这样回答

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

太阳系有多少部分是由星际物质构成的?

太阳系和你想象中的一样好客?

比你想象的要少得多。

美国宇航局的哈勃太空望远镜于2019年10月12日捕捉到星际彗星2I/Borisov的这张照片

对太阳系中星际物体的探测有人曾提出了一个有趣的问题:太阳系中有多少是由外来物质构成的?新的研究发现,答案是……根本不重要。

天文学家已经发现了两颗星际访客:2017年难以分类的“Oumuamua”,以及不久之后刚刚形成的“Borisov”彗星。这两个天体在太阳系中存在的时间相对较短——只有几年,而它们在恒星之间荒凉的星际空间中航行了数万年。

它们的到来引发了人们对穿越银河系的星际物体数量的猜测。如果不需要的碎片是太阳系形成过程中常见的副作用,那么这个数字可能很容易达到数百万亿(如果没有更多的话)。这种想法——可能有无数的微小物体围绕银河系旋转——引发了另一个问题:太阳系最初有多少是在这里形成的,又有多少是被太空垃圾捕获的?

到目前为止,还没有发现任何太阳系外的物体在围绕太阳的轨道上运行。我们所能找到的最好的是微流星体,即漂浮在地球上的微小尘埃颗粒。但这种探测的缺失并不一定意味着没有外星岩石隐藏在阴影中。我们几乎没有绘制出小行星带所有大型岩石的地图,更不用说更远的、更难观测的外星系柯伊伯带了。

但是一个接一个地研究岩石,寻找外来的小行星或彗星,是一个痛苦而缓慢的过程,特别是如果我们一开始就不知道这些岩石有多常见的话。

我该留还是走?

发表在预印本服务器arXiv上并被《行星科学杂志》(the Planetary Science Journal)接受发表的一项新研究试图估算进入太阳系的星际物体的数量,并监测这些物体在这里停留的时间。

研究人员使用了大量的模拟。他们研究了以各种方向和速度进入太阳系的276691个物体的轨迹,并追踪了10亿年前太阳系中每个模拟物体的演变。

他们发现,大多数星际物体寿命都不长。如果它们最终在太阳周围,并在木星轨道内,它们很可能会与那颗巨大的行星近距离接触。当这种近距离接触发生时,它们要么被气体巨星吞食,要么被甩出太阳系。

如果这个外来物体最终在一个平面接近其他行星的轨道上运行,它同样可能会被太阳系所有原始成员的引力合作用抛出去。

虽然外来物体往往会存在数百万年,但这并不是因为它们已经永久存在了。当它们被太阳捕获时,它们的轨道往往非常大且伸展。一个物体要绕多个轨道运行,因此需要一百多万年,才能确定它是否会长期存在。

然而,最终,外来物体在太阳系中很难生存。在27万多个模拟对象中,只有13个存在了5亿年以上,而只有3个存在了10亿年。

披着羊皮的狼

好吧,所以外来物体不会在太阳系中停留太久。这是谜题的一部分。另一个是估计有多少物体进入太阳系里。如果这是一个压倒性的大数字,那么即使在可怜的存活率下,太阳系也可能会挤满星际访客。

这个估计有点投机,因为它依赖于行星形成的模型和从“Oumuamua和Borisov”收集的少量信息。

当太阳形成时,它镶嵌在一个更大的星团中。因为它离其他正在形成的恒星(以及正在形成的行星系)更近,所以当时它更有可能捕获外来物质。研究人员估计,太阳在其诞生阶段捕获的天体数量足以达到地球质量的1/1000,足以制造出大约6颗与矮行星谷神星大小相同的小行星。

在太阳系诞生的数十亿年里,它每年也会遇到一些像“Oumuamua”和“Borisov”这样的天体。

综上所述,我们不应该期望太阳系中会有很多外来物质——研究作者估计,在太阳系形成过程中捕获的外来物质的质量只有地球质量的十亿分之一,而自那以后的质量则是地球质量的千分之一多。这些材料几乎不足以组成一颗6英里宽(10公里)的小行星。

这个结果有两个重要的含义。第一,我们不应该费心寻找去捕获外来物质,因为它们非常罕见。第二,生源说的理论假设生命可能起源于其他地方,后来被带到地球,这是站不住脚的。很简单,因为没有足够的物质越过星系,进入太阳系,然后进入稳定轨道,最后影响其他行星,从而使这个想法可行。

BY: Paul Sutter

FY:枕水

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选文:天文志愿文章组-

翻译:天文志愿文章组-枕水

审核:天文志愿文章组-

终审:天文志愿文章组-零度星系

排版:天文志愿文章组-零度星系

美观:天文志愿文章组-

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:https://www./how-much-solar-system-interstellar-material

本文由天文志愿文章组-枕水翻译自文章作者Paul Sutter的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除.

注意:所有信息数据庞大,难免出现错误,还请各位读者海涵以及欢迎斧正.

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全文排版:天文在线(零度星系)

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