其它恒星入侵太阳系会发生什么？

太阳系是由由气体和尘埃组成的原行星盘形成，由于海王星以外的所有天体累积质量都比预期的小得多，而且那里的天体大多都有倾斜的偏心轨道，因此在外太阳系形成后，很可能有某种过程改变了它的结构。德国波恩的马普射电天文学研究所Susanne Pfalzner和她的同事们提出了一项研究，该研究表明：对邻近恒星的近距离飞越可以同时导致观测到的太阳系外部质量密度较低，并使那里的天体进入偏心、倾斜的轨道。数值模拟显示，许多其他高倾角的天体仍在等待发现，也许包括有时被假设的“x行星”，这些发现发表在《天体物理学》上。数十亿年前发生的一场近乎灾难性的大灾难可能塑造了太阳系外部，而内部区域基本未受影响。

博科园-科学科普：来自波恩马克斯·普朗克射电天文学研究所的研究人员和他们的合作者发现，近距离飞越另一颗恒星可以解释太阳系外观测到的许多特征。该项目的第一作者苏珊娜·普法兹纳(Susanne Pfalzner)说：团队多年来一直在寻找苍蝇对其他行星系统的影响，从未考虑过我们可能真的生活在这样一个系统中，这种模式的优点在于简单。太阳系形成的基本情景早已为人所知：太阳诞生于由气体和尘埃组成的坍缩云团。在这个过程中，形成了一个扁平的圆盘，在这个圆盘中，大行星和小行星、矮行星等较小的物体一起成长。由于圆盘的平直性，除非发生戏剧性的事情，否则这些行星将会在一个平面上运行。

看看海王星轨道右侧的太阳系，一切似乎都很好：大多数行星都在相当圆的轨道上运行，它们的轨道倾斜度只有轻微的变化。然而除了海王星，事情变得非常混乱。最大的谜团是矮行星Sedna，它沿着倾斜的、高度偏心的轨道运行，而且离得太远，不可能被那里的行星分散。就在海王星轨道之外，另一件奇怪的事情发生了。所有物体的累积质量急剧下降了几乎三个数量级。这发生在几乎相同的距离，一切都变得混乱。这可能是巧合，但这种巧合在本质上是罕见的。Susanne Pfalzner和她的同事认为，一颗恒星在早期接近太阳，从太阳的原行星盘中窃取了大部分外部物质，并将其抛入倾斜且偏心的轨道。进行了成千上万次的计算机模拟，检查当一颗恒星非常接近并扰乱曾经较大的圆盘时将会发生什么。

模拟恒星入侵场景，质量为0.5太阳质量，近日点距离为100个天文单位，或扰动恒星150亿公里(三倍于太阳和海王星之间的距离)。a)飞越后粒子的平均位置，显示其轨道偏心的颜色从蓝色增加到绿色。b)飞蝇前的粒子位置，从最上面的灰色区域开始有不同的偏心群体(颜色):由于飞蝇事件而没有束缚的粒子。图片：S. Pfalzner et al.: The Astrophysical Journal (2018)

事实证明，最适合今天外太阳系的是一颗与太阳质量相同或稍轻(0.5-1倍太阳质量)的扰动恒星，它以大约三倍于海王星的距离飞过。然而，最令人惊讶的发现是，一次飞越不仅解释了太阳系外天体的奇怪轨道，而且还为太阳系的其他一些无法解释的特征提供了自然的解释，包括海王星和天王星之间的质量比，以及柯伊伯带两种截然不同的天体存在。继续探索所有可能的途径来解释外太阳系的结构是很重要的。贝尔法斯特女王大学的Pedro Lacerda说：数据在增加，但仍然太少，所以理论还有很大的发展空间。有一种危险是，一种理论成为事实，不是因为它能更好地解释数据，而是因为其他压力。论文表明，目前所知道的很多事情都可以用简单的恒星飞行来解释。最大的问题是这种事件发生的可能性。

今天，幸运的是，距离我们几百倍远的苍蝇也很罕见。然而，像我们太阳这样的恒星通常是在更密集的恒星群中诞生。因此，近距离飞行在遥远的过去更为普遍。执行另一种模拟，研究小组发现在太阳生命的最初十亿年里有20%到30%的机会经历一次飞行。这并不能最终证明恒星的飞过造成了太阳系外部的混乱，但它可以重现许多观测结果，而且看起来相对真实。到目前为止，这是最简单的解释，如果简单性是有效性的标志，这个模型是目前为止最好的候选模型。总之，近距离飞行场景提供了一种现实的替代方案，可以用来解释太阳系外的非预期特征。它应该被认为是塑造外太阳系的一种选择，飞越假说的力在于通过一个单一机制来解释太阳系的几个外部特征。

博科园-科学科普｜ 参考期刊文献:《Astrophysical Journal》｜研究/来自：马克斯普朗克协会

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