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太阳系中最遥远的天体是什么?

时间:2024-01-26 01:10 来源:网络整理 转载:我的网站

“天文学的大橡树倒下了,我们也失去了它的影子。”——苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡(谈天文学家扬·奥尔特逝世)

太阳系就是我们生活的恒星系,而里面的一切都是由太阳主宰的。虽然我们对内太阳系的岩石行星和外太阳系的气体世界非常熟悉。但是太阳系的边缘呢?那是很远的地方。离我们很远,比如天王星的距离,而我们在地面上用肉眼已经很难分辨,而海王星就更看不到了,必须借助强大的望远镜。

海王星之外,那里的世界死寂、冰冷,只能反射微弱的阳光,但每隔一段时间,这个我们无法到达的太阳系外世界,就会向我们展示它的“真面目”。进入内太阳系后,他们穿过木星轨道,这些冰冷的天体在高速运行的同时,会在太阳的辐射下开始融化,形成一条由冰和尘埃组成的尾巴,为我们呈现一场壮观的“灯光秀”

这些天体来了来自太阳系的柯伊伯带,它从海王星以外延伸到海王星与太阳之间距离的两倍。我们知道最近的恒星距离我们有4光年,但是我们的太阳系,以冥王星为界,只有地球到太阳距离的50倍(地球和太阳的距离堪称天文距离)单位或1AU),也就是光年的0.08%!

在柯伊伯带中,存在着无数冻结的天体,有时这些天体会受到海王星的引力摄动,被抛射到内太阳系中。如果这些物体靠近太阳,它们就会变成彗星。但柯伊伯带并不是彗星的唯一来源。

在柯伊伯带之外很远的地方就是奥尔特云,距离太阳平均5万天文单位,也就是一光年。每隔一段时间,我们就会看到一颗彗星穿过内太阳系。如果这些彗星来自孔夫子带,那么它的周期不到一个世纪,但其中一些彗星的周期却长达十万年!这些长周期彗星数量众多,它们的轨道不受海王星的影响。

恰恰相反,这些长周期彗星的起源来自于非常遥远的天体云!奥尔特云是扬·奥尔特在1950年提出的假设,通常被认为是长周期彗星的起源点。由于奥尔特云离我们很远,没有固有光度,而且它们的温度很低,也就是说在红外波段是看不到的,所以我们根本看不到这些天体。

但是我们有没有办法在这些物体飞入太阳系之前检测到它们呢?

弱引力透镜是指当一个不发光的物体经过一颗明亮的恒星前面时,由于它的质量,它会弯曲背景星光,暂时放大它。我们通常使用这种效应来检测不发光的质量相对较小的物体。但遗憾的是,奥尔特云中的大部分天体质量都太小了,大约10^15千克,是地球质量的十亿分之一。以至于以目前的技术条件无法探测到这些天体产生的微弱引力透镜效应。

所以在整个20世纪,我们从未在奥尔特云中探测到任何东西。只有这些天体闯入内太阳系后,通过反射太阳光,我们才能用光学望远镜看到它们。但是从2003年开始,我们打破了这个障碍,甚至超越了柯伊伯带!

上图中的天体是一个非常特殊的例外,所以并不是每一个在奥尔特云中探测到的天体都会变成彗星。上图是一颗非常有名的小行星:赛德娜。由哈勃太空望远镜拍摄。

不同于大多数奥尔特云天体,也就是我们之前见过的彗星。赛德娜非常大,直径约1000公里,估计质量约10^21公斤。它是一颗质量为百万倍的普通彗星。我们发现这个天体是因为科学家们在寻找海王星以外的天体,而恰好在2003年发现了这颗小行星,它比当时任何太阳系天体的距离都远。

塞德娜的轨道周期长达11000年,这表明它的起源远超海王星以外的太阳系,甚至超越了柯伊伯带。而且它的轨道根本不与柯伊伯带相交,永远不会与海王星的引力相互作用。因为一切都表明,这颗小行星的起源来自于奥尔特云,这是迄今为止在奥尔特云中探测到的第一个非彗星天体。

但不是最后一个,也不是唯一一个!

2012VP113于2014年宣布被发现,是太阳系已知近日点距离最远的天体。近日点距离是日地距离的80倍,远日点距离超过440个天文单位。

Sedna和其他三颗天体(2004XR190、2010GB174、2004VN112)与所有柯伊伯带中的天体相比,颜色、成分和轨道性质都不同,表明它们有共同的起源和不同的起源。2012VP113是目前距离太阳最远的行星,但2010GB174很快就会超越它,向着它与太阳的最大距离673天文单位迈进!

但塞德娜是已知最大的奥尔特云天体,并且很可能(目前不确定)处于流体静力平衡状态,这意味着如果是这样的话,它将是第一颗矮行星。

也许更重要的是,塞德娜有一天会超越所有其他已知的奥尔特云天体,到达距太阳最远的距离936AU,距太阳1.5%光年。所以,那些是太阳系中最遥远的物体。

知道奥尔特云可能会给我们带来更多的惊喜,因为我们才刚刚开始了解它!