奧爾特云中可能隱藏著被俘獲的流浪行星。
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距離主星十分遙遠(yuǎn)的冰凍行星(想象圖)。 NASA / JPL-Caltech
奧爾特云看來(lái)是一個(gè)極好的藏身之所。一些跡象表明那里可能存在一個(gè)大型天體,雖然看不到,但它的引力對(duì)周圍環(huán)境的影響總會(huì)使它露出馬腳。
常理來(lái)說(shuō),假如太陽(yáng)系的邊緣存在這樣一個(gè)天體,無(wú)論我們叫它“第九行星”還是“X行星”,總應(yīng)該是太陽(yáng)系的本土居民才是。然而近日一些天文學(xué)家在《英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上刊文披露,他們的計(jì)算結(jié)果表明,這樣一個(gè)天體來(lái)自太陽(yáng)系以外的概率,是它是太陽(yáng)系本土居民的14倍。
太陽(yáng)系,包括其他圍繞恒星形成的行星系統(tǒng),都不是今天是什么樣子,過(guò)去就是什么樣子的。
太陽(yáng)系形成之初是混沌的。包括地球在內(nèi),太陽(yáng)系的行星發(fā)生過(guò)一系列大遷徙。木星曾經(jīng)比現(xiàn)在靠近太陽(yáng),而就在它向外遷徙的過(guò)程中,整個(gè)太陽(yáng)系的布局發(fā)生了巨大變化。木星的遷徙重塑了太陽(yáng)系,同時(shí)也把太陽(yáng)系形成后殘留下來(lái)的大量碎片甩到了太陽(yáng)系的邊緣,隱藏在一個(gè)將太陽(yáng)系包裹在內(nèi)的球殼狀碎片云——奧爾特云中。
理論上每個(gè)恒星的外圍都有奧爾特云。奧爾特云中的碎片大部分很小,但是其中有大如行星的天體也不是沒(méi)有可能。無(wú)論什么樣的天體,由于本身不發(fā)光,又和太陽(yáng)的距離遙遠(yuǎn),處在黑暗之中,所以都很難被發(fā)現(xiàn)。
奧爾特云位于恒星引力的邊界處。其中的冰凍碎片在外力的擾動(dòng)下偶爾會(huì)進(jìn)入太陽(yáng)系內(nèi),并在熱量的影響下釋出氣體,化身為美麗的彗星。
進(jìn)入太陽(yáng)系內(nèi)部的物質(zhì)碎片一部分會(huì)被太陽(yáng)的引力加速甩向更遙遠(yuǎn)的星際空間。它們會(huì)在星際空間中流浪,隨機(jī)性進(jìn)入某個(gè)系外行星系。例如2017年的奧陌陌,2019年的鮑里索夫,都是“誤闖”太陽(yáng)系的星際來(lái)客。與此同時(shí),天文學(xué)家也在宇宙中發(fā)現(xiàn)了許多形單影只的“流浪行星”。它們是被甩出行星系統(tǒng)的行星。它們與它們的“原生”恒星已經(jīng)失去了聯(lián)系。在宇宙的尺度上,這樣的流浪行星其實(shí)很多。據(jù)推測(cè),太陽(yáng)系也曾經(jīng)甩出過(guò)一顆行星。
恒星可以“趕走”自己的孩子,理論上當(dāng)然也可以“收養(yǎng)”別人家的。這一次研究人員就是在計(jì)算機(jī)中模擬了多種情況之下行星系統(tǒng)甩出行星和俘獲行星的概率。
甩出行星需要足夠的動(dòng)能,而也正是由于這個(gè)原因,這樣的行星因?yàn)閯?dòng)能過(guò)多很難被其他恒星俘獲。正如奧陌陌和鮑里索夫那樣,星際來(lái)客的到訪總是來(lái)也匆匆去也匆匆。
不過(guò)研究人員發(fā)現(xiàn),流浪行星的運(yùn)動(dòng)還受銀河系引力的牽制。這導(dǎo)致一小部分流浪行星有機(jī)會(huì)被恒星俘獲。這些行星之所以能夠被俘獲,并不是因?yàn)樗鼈兒秃阈堑木嚯x足夠近,而是它們正好能夠穿越恒星引力邊界處的那團(tuán)碎片云。
能夠穿越奧爾特云的行星被俘獲的機(jī)會(huì)是最大的。計(jì)算結(jié)果顯示,原生行星被甩出行星系成為流浪行星的概率是10%;處于演化初期的太陽(yáng)系在奧爾特云中俘獲一顆流浪冰巨星的概率是7%;而太陽(yáng)將一顆原生巨行星甩入奧爾特云并在那里穩(wěn)定圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的概率只有大約%。
參考 Oort cloud (exo) planets /abs/
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