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太陽系邊界不是冥王星,一光年外的奧爾特云,才是最后的終點(diǎn)

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太陽系真正的邊界不是冥王星,而是一光年外的奧爾特云,里面充滿了數(shù)萬億個(gè)冰凍天體,像一個(gè)巨大的繭,從四面八方將太陽系包裹其中。



以前一提到太陽系,大家腦海里浮現(xiàn)的畫面就是以太陽為中心,水星、金星、地球,一路排到海王星,大家整整齊齊地在一個(gè)平面上繞圈圈,在火星和木星之間,有一條喧鬧的小行星帶,而在海王星的外側(cè),則是冥王星、鬩神星這些冰凍矮行星聚集的“柯伊伯帶”。

很多人會(huì)以為,到了柯伊伯帶,太陽系就到頭了,再往外就是空無一物的星際空間,但事實(shí)上,真正的旅程,才正要從這里開始。



在柯伊伯帶的更外側(cè),還存在著一個(gè)叫“散射盤”的區(qū)域,那里的冰質(zhì)天體不再守規(guī)矩,它們沿著傾斜、怪異的橢圓軌道運(yùn)行,科學(xué)家推測,這個(gè)區(qū)域的范圍可能延伸到離太陽一千個(gè)天文單位那么遠(yuǎn)。

1977 年發(fā)射的“旅行者一號(hào)”,目前已經(jīng)飛越了大約 163 個(gè)天文單位的位置,它是人類制造的、飛得最遠(yuǎn)的人造物體,已經(jīng)進(jìn)入了所謂的“星際介質(zhì)”,聽起來很遠(yuǎn),但如果把太陽系比作一片汪洋大海,旅行者一號(hào)現(xiàn)在充其量只是剛剛弄濕了腳踝,還在海岸邊的淺灘上徘徊。



真正的深海,浩瀚且深邃,還在前方等著我們。

那里沒有來自大行星的反射光,沒有飛舞的塵埃,連太陽風(fēng)的溫暖氣息都幾乎消散殆盡,那里是一片絕對(duì)的黑暗,溫度接近絕對(duì)零度,而就在這片幽暗的某個(gè)角落,科學(xué)家們猜想的那團(tuán)神秘的奧爾特云,正靜靜地潛伏著。



所謂奧爾特云,是一個(gè)假想中的、極其巨大的球狀外殼,請(qǐng)注意,是球狀,而不是像行星軌道那樣的盤狀,這意味著,無論你往太陽系的“頭頂”飛,還是往“腳底”飛,最終都會(huì)撞進(jìn)這團(tuán)云里,我們目前無法直接觀測到它,因?yàn)樵谀抢锏奶祗w,既不發(fā)光,反射的太陽光也微弱到幾乎為零。



但根據(jù)我們對(duì)長周期彗星的了解,宇宙深處的某個(gè)地方,一定潛藏著一座儲(chǔ)存著古老物質(zhì)的巨大倉庫,根據(jù)推測,奧爾特云由內(nèi)層與外層兩個(gè)部分構(gòu)成:內(nèi)層大約分布在離太陽 2,000 到 20,000 天文單位的距離,這一層被認(rèn)為是環(huán)形的,像一個(gè)巨大的甜甜圈,外層據(jù)說可以延伸到 100,000 到 200,000 天文單位,換算下來,這大約相當(dāng)于 2 光年 甚至更遠(yuǎn)!



這是什么概念?

這意味著奧爾特云的邊界,幾乎觸碰到了隔壁半人馬座恒星系的勢力范圍,根據(jù)估算,整個(gè)奧爾特云中可能有上萬億個(gè)直徑超過一公里的冰凍天體,聽起來很擁擠?完全不,因?yàn)榭臻g實(shí)在太大,這些天體彼此之間的距離可能達(dá)到幾千萬公里,如果你真的身處其中,你可能根本感覺不到自己在“云”里,四周依然是死一般的空曠和寂靜。



那么問題來了,既然看不見摸不著,為什么科學(xué)家敢信誓旦旦地說它存在?

答案其實(shí)很單純:因?yàn)橛绣缧?,彗星就像一位匆匆過客,穿越太陽系內(nèi)部,被太陽炙烤,拖著由氣體與塵埃形成的長尾巴飛馳而過,這是一種消耗性的表演,每次靠近太陽,彗星的冰層就會(huì)蒸發(fā),結(jié)構(gòu)就會(huì)瓦解。



如果這些彗星從太陽系誕生之初就在內(nèi)部游蕩,那么幾十億年過去了,它們?cè)缇蛻?yīng)該揮發(fā)干凈了,可事實(shí)是我們每隔幾年就會(huì)通過望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)一顆全新的彗星,這就很奇怪了,既然它們是消耗品,為什么總也用不完?

唯一的解釋是:在某個(gè)遙遠(yuǎn)的地方,存在一個(gè)不斷為太陽系“進(jìn)貨”的巨大倉庫,這個(gè)想法在 20 世紀(jì)中期首次被系統(tǒng)提出,1950 年,荷蘭天文學(xué)家揚(yáng)·奧爾特分析了幾百顆長周期彗星的軌道,他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的規(guī)律:



許多彗星的軌道長達(dá)數(shù)萬天文單位,而且它們是從四面八方無死角地飛進(jìn)來的這代表它們來自一個(gè)非常遙遠(yuǎn)、呈球形分布的地帶,而且這些彗星并不是從別的恒星系“移民”過來的,它們的速度表明它們依然受到太陽引力的束縛。

換句話說,這些彗星是我們太陽系的“原住民”,是來自 45 億年前的“老古董”,如今可能是受到了一次輕微的引力擾動(dòng),它們從那遙遠(yuǎn)的最外層,再度回到了太陽溫暖的懷抱,這就是奧爾特云假說的基石,它是目前解釋長周期彗星起源最完美、也是唯一的理論。



要了解奧爾特云的起源,我們得把時(shí)間條拉回到 45 億年前,當(dāng)時(shí)的太陽年輕氣盛,周圍環(huán)繞著一個(gè)混沌的原始行星盤,在這里,無數(shù)的微行星、冰塊和巖石在碰撞中誕生,這也是巨行星的成長期,這四位“巨人”的引力極其恐怖,它們開始扮演起“清道夫”的角色。

當(dāng)那些小天體不小心靠近木星或土星時(shí),一場星際臺(tái)球賽就開始了,巨行星的引力像彈弓一樣,把這些小家伙猛地彈射出去,如果你速度不夠快,要么撞上行星,要么被捕獲成衛(wèi)星。但如果速度夠快,你就會(huì)被直接踢出內(nèi)太陽系。



數(shù)十億次這樣的拋射事件,把原始太陽系里的“建筑廢料”清理得干干凈凈,大部分碎片被徹底踢進(jìn)了星際空間,成為了流浪天體,但有一小部分,運(yùn)氣剛剛好,它們被踢到了太陽引力的邊緣,雖然飛得很遠(yuǎn),但還沒遠(yuǎn)到能徹底離家出走。

隨著時(shí)間的推移,銀河系的潮汐力和附近路過的恒星,像溫柔的手一樣,慢慢調(diào)整了它們的軌道,把原本扁平的分布拉扯成了球形,于是一個(gè)儲(chǔ)存著太陽系最古老記憶、巨大而稀薄的冰之寶庫,奧爾特云就這樣誕生了。



可以說,奧爾特云是太陽系最古老的檔案庫。

那些冰凍天體,就像一個(gè)個(gè)時(shí)間膠囊,封存著太陽系誕生初期最原始的成分:水、甲烷、氨,甚至可能還有構(gòu)成生命的有機(jī)分子,這就是為什么我們要研究彗星,因?yàn)檠芯克鼈?,就是在閱讀我們起源的故事。



當(dāng)然,關(guān)于那片黑暗深處,人類的想象力從未停止,除了冰塊,那里還有別的東西嗎?這就是著名的“第九大行星”假說。

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),在海王星外側(cè),有一些極端遙遠(yuǎn)的天體,它們的軌道呈現(xiàn)出一種奇怪的、整齊劃一的排列,仿佛在受某個(gè)看不見的“牧羊人”指引,根據(jù)計(jì)算,這個(gè)“牧羊人”可能是一顆質(zhì)量是地球 5 到 10 倍的行星,潛伏在奧爾特云的內(nèi)側(cè)邊緣,繞太陽一圈需要上萬年。



甚至有人大膽猜測,奧爾特云里可能還藏著一顆褐矮星,或者更小的原初黑洞,雖然這些目前都只是數(shù)學(xué)模型上的幽靈,但正如奧爾特云本身一樣,看不見,不代表不存在,我們已經(jīng)能理解恒星的生死,甚至能拍下幾千萬光年外黑洞的照片,可即便如此,對(duì)于我們的自家后院至今仍知之甚少。



奧爾特云,目前仍是一首存在于公式和想象中的詩,一個(gè)象征著已知與未知邊界的浪漫符號(hào),或許未來有那么一天,人類會(huì)打造出能夠利用核聚變甚至反物質(zhì)引擎的飛船,真正穿越這片幽暗的深淵,第一次拍下那些孤獨(dú)哨兵的模樣。



而在那之前,每當(dāng)你看到彗星劃過夜空,請(qǐng)記得:那是來自太陽系最邊緣的問候,是跨越了數(shù)萬年時(shí)光的古老回響。

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