太阳系最外围有一圈称为欧特云的奇怪云团,充满冰冷原始物质,到目前为止都还没有模型能够解释欧特云的存在。最近一篇新研究提出,假如太阳曾经有个双胞胎,那么欧特云的形成、甚至第九行星的假设等问题便能解决。
欧特云(Oort Cloud)距离太阳最远达10万天文单位(约2光年),彰显著太阳系边界(太阳引力影响力的极限),主要由冰微行星组成,可能含有上千亿个半径大于1公里的冰冷物体,科学家相信它是所有长周期彗星、进入内太阳系的哈雷类彗星、半人马小行星与木星族彗星的起源地。
然而距离如此远的欧特云如何储藏这么多小物体?一种说法认为这些物体是从太阳系内部抛出去的碎片,另一说法则认为这是其他行星系统的残骸、路过被太阳引力捕捉。但到了这又面临另一个问题,现有模型跑不出太阳引力如何抓到这么多小物体。
除了欧特云,太阳系还有另一个难题──假想中的第九行星。由于外太阳系古柏带(距离还是远不及欧特云)某些天体轨道非常畸形,如果有颗海王星大小的第九行星位于外太阳系,就可以用第九行星的引力作用解释,然而第九行星如何诞生?是形成于外太阳系、还是先在内太阳系形成然后才迁移出去?许多科学论文都在讨论这些问题,但是所有人发现这些情况“都不太可能”。
现在一篇新论文提出,如果太阳在青年时期曾经拥有伴星,那么一切问题就简单多了。计算机模拟表明,如果太阳系曾是双星系统,就能更有效率地捕捉原本是流浪行星的第九行星、以及堆积在欧特云团中的大量小物体。
在观察过宇宙其他星系后,科学家知道“多数”像太阳的恒星最早都来自双星系统,但伴星失踪去哪了?答案很简单,它们离开原星系、迷失在星际空间(也许第九行星原本是哪个星系的伴星)。
太阳伴星质量若与太阳相同,那么它就能在重力相互作用下协助扩展太阳系势力范围、也就是欧特云如今抵达的位置,只不过星系初诞生尚不稳定,附近恒星的引力相互作用可以轻易地就将太阳伴星拉走,如今太阳失散的同伴现在可能在银河系任何地方。
研究团队表示,目前最有希望验证这项假设的仪器是建设中的大型综合巡天望远镜(Large Synoptic Survey Telescope,LSST),它带有8.4米主镜,每3天就能拍摄全天一次,还带有一个32亿像素的感光耦组成件(CCD)相机──迄今为止最大的数字相机。
新论文发布在《天文物理期刊》(Astrophysical Journal Letters)。
(首图来源:哈佛-史密松天体物理中心)