异常现象或证明第九行星存在 恒星闯入者会破坏外太阳系吗？

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在我们太阳系遥远的地方，酝酿着一种神秘的东西。

天文学家长期以来一直认为八个行星的轨道几乎完美，因为它们曾经在围绕着年轻太阳的尘埃和气体的漩涡中形成。但在2003年，科学家们发现了一些奇怪的东西：一颗被称为塞德娜(Sedna)的矮行星，它到太阳的距离是冥王星到太阳距离的三倍之遥。而且它并不孤单。这些年来，天文学家发现了近24个遥远的冰冷天体，它们的轨道与太阳系的平面相比呈椭圆形且奇怪地倾斜。为了解释这些奇怪的事情，科学家推测，这些可能是过往暴力活动留下的伤痕，或许是一种迹象，显示可能曾有一颗转瞬即逝的恒星 —— 在我们太阳系的初期阶段将它们赶走了。或者也许有一颗遥远的第九颗行星，其重力塑造了它们特有的轨道。

德国马克斯普朗克射电天文学研究所的天文学家Susanne Pfalzner表示，后一种假设在过去几年中已经获得了关注，而第一种假想已被抛之脑后。一些小型外太阳系天体轨道上的异常现象已经为“第九行星”提供了证据，大约是地球质量的10倍。与此同时，一直认为恒星闯入者是太不可能的，直到现在，情况发生变化。 Pfalzner和她的同事最近向预印服务器arXiv发表了一篇论文，该论文已经被天体物理学杂志接受，显示恒星可能比我们之前认为的更频繁地对我们的太阳系发出嗡嗡声。这些结果不仅为恒星飞越提供了可靠性，而且它们也可能解释了难以捉摸的第九行星将如何在一开始落入其奇怪的轨道。

天文学家都知道太阳并不是我们想象中那么的孤独。它诞生于数百甚至数万颗恒星的星团中，这些恒星在1000万年后才分散开。因此，当太阳仍然被埋在那个星团中时，恒星会以令人眼花缭乱的舞蹈来回摇摆，这很容易让我们的新生太阳系进入华尔兹舞模式。但是在星团分散开之后，这种遭遇的可能性几乎降到了零，所以人们的想法就这样形成了。

但是，Pfalzner和她的同事现在认为，在星团开始分散后，相遇的可能性仍然很高。经过多次长时间的计算机模拟后，她们发现有20%到30%的机遇，一颗像太阳一样大的恒星，距离冥王星50到150个天文单位附近摆动。 (一个天文单位地球到太阳的平均距离，或9300万英里。)毫无疑问，这种亲密接触会动摇我们年轻的太阳系。

虽然大行星仍然没有受到打扰(就像太阳只是被八个行星的轻微重力轻微推撞)，但这次相遇会扰乱太阳系的小天体，把它们抛向周围并将其放置在太阳系远处的奇怪轨道中。更重要的是：模拟也重新创造了天文学家在太阳系中观察到的第二种趋势，即外部物体倾向于在太空中聚集一起。它们以亲密结合“组团的”方式一起旅行，在大致相同的位置穿过太阳系的平面，然后向外摆动到同一个远点。

简而言之，包括恒星闯入者在内的模拟可以完美地重建迄今为止的观测结果。 “但不管它们是否会持续45亿年”还是超过太阳系的整个生命周期，“这是一个价值数百万美元的问题，”哈佛-史密森尼天体物理中心的天文学家斯科特·肯扬说，他没有参与这项研究。Pfalzner对此表示赞同。她想对接下来的长期行为进行建模，看看这些变化是否会影响太阳系的整个生命周期。很有可能是一个飞越星团在它们再次随机运动之前，聚集天体的宇宙时刻。如果是这种情况，那么行星就是观测结果的最佳解释。

科学家们正热切地通过一系列不同的观测活动追踪更多数据。例如，少数几个团队已经在搜搜大块天空，以寻找外太阳系中更多的奇怪现象。卡内基科学研究所的天文学家斯科特·谢泼德(Scott Sheppard)没有参与这项研究，但他无法抑制地对即将推出的大型光学测量望远镜的兴奋，这是一个8.4米宽的望远镜，可能会发现数百个新的太阳系岩石。他说，“这真的会打开发现这些遥远物体的大门。”

与此同时，肯扬希望Gaia探测器能够帮助我们找到太阳失散多年的兄弟姐妹，该航天器正以前所未有的精度绘制出10亿颗恒星。这将使科学家们能够更好地了解我们年轻的太阳系形成时的恒星星团，以及另一颗恒星变得太近的可能性。 “Gaia是这一领域的救世主。”他说。Gaia最近的一项研究甚至追踪了附近恒星的路径，并利用这些路径预测未来，结果却发现25颗恒星在1000万年的时间里，危险地靠近家乡。这个数量是原先认为的恒星流量的七倍。然后，当然，有许多调查寻找难以捉摸的第九行星。

但Pfalzner争辩说，太阳系的另一个主要成员的发现不排除恒星飞越。 “这不是一个或两个场景。”她说，“如果第九行星存在，这不会与飞越模型产生任何矛盾，但可能甚至可能对它有利。”她的团队认为第九行星的预测轨道也是古怪的(伸展出来的)和倾斜的 (从太阳系的平面上倾斜)，可能是由恒星闯入者自身形成的。 所以她和其他人将继续寻找第九行星和其他奇怪的东西。

尽管天文学家可能对我们太阳系的起源故事的具体细节存在分歧，但他们都确信在外太阳系中已经发现的无数天体只是开始。 谢泼德说，塞德娜只是冰山一角。 “到目前为止，我们还没有覆盖太大片的天空，更有可能的是，那里有一些非常大的东西。”