如果这是什么1950年代的科幻惊悚片,末日云将笼罩在夜空中,黑暗而阴森。每晚,随着它的边缘,更多的星星将熄灭。这团云将掠过木星,将其吞噬,然后冲向地球。正午将是一片墨黑。等等。
不,没有任何东西会遮蔽太阳。但最近的观测和数值模拟表明,最终——也许在几千年后——太阳系可能会冲进一团比我们现在穿越的空间稠密千倍的气体和尘埃云。这团星际薄雾可能会缩小太阳的影响范围,直到大多数外行星赤裸裸地暴露在太空中。尘埃和气体将渗透到地球轨道,并可能开始侵蚀我们高层大气中的氧气。太阳风,现在被大大压缩,将不再能提供足够的保护,免受穿梭于太空的高速电子和离子侵袭。这些宇宙射线将撕裂大气层,损害脆弱的生命分子。
这将是一团糟糕的云。
近年来,对于杞人忧天者来说,彗星和小行星一直是他们的首选。毕竟,人们认为一颗小行星消灭了恐龙,而另一颗小行星撞击的统计威胁促使美国宇航局的近地天体计划(NASA’s Near Earth Object Program)成立,该计划旨在定位直径超过1公里且近距离接近地球的天体。相比之下,星系灾难几乎不可能在我们有生之年发生,但如果发生了,那将使得一颗流浪的小行星看起来像小儿科。一个巨大的星际云将会在数十年内扰乱整个太阳系。
直到最近,对这类事件的担忧还仅仅停留在猜测层面。然而,在过去十年里,天文学家们发现了与天空中实际天体相关的真实危险。例如,根据最近的计算,太阳很快将迎来一位恒星邻居的到访——这次到访可能会将一场彗星雨推向地球。(别惊慌。天文学家在时间观念上与我们其他人截然不同。当他们说“很快”时,他们指的是至少数万年。)而那片可能灾难性的星际气体云的边缘距离我们不到四光年。当然,它可能需要10,000个非光年才能到达这里,但在宇宙尺度上,这只是短暂的一瞬。
来自上方的危险是人类最古老的恐惧之一。古人认为星星和行星的位置决定了一切,从国王的命运到尼罗河的泛滥。特别是彗星,被认为是厄运的预兆。随着天文学家们对天体的了解越来越多,超自然影响的幽灵自然开始消退。然而,通过大型望远镜细致地观察宇宙,却暴露了一层全新的担忧。毕竟,如果太阳每2.5亿年绕银河系公转一次,那么随着时间的推移,我们的周围环境很可能会发生剧烈变化。我们可能不再在我们宁静的银河系郊区悠闲地游荡,而是可能在银河系旋臂的炎热和尘埃中艰难前行,那里是恒星的诞生之地。或者,可能离一颗即将爆炸的巨星太近。或者,撞上一个黑洞。这很可怕,但不太可能发生:我们离即将超新星爆发的恒星不近,离最近的黑洞也很远。尽管如此,我们现在知道这些危险确实存在。
一直以来,理解我们银河系邻居的最大障碍之一就是我们从未有过一张精确的地图。天文学家们甚至不知道一些最近的恒星的确切位置,更不用说所有那些难以看到的微小物质了。三个定位维度中的两个很容易:天文学家们在确定天空中散布的恒星的纬度和经度方面几乎没有困难。问题在于确定我们与恒星之间的距离。一个简单的光点可能是一颗暗淡的近距离恒星,也可能是一颗明亮的、数千光年外的恒星。没有办法伸出手去实际测量这个第三维度。
因此,天文学家们不得不诉诸一种称为天体测量学的双目视觉形式。每隔大约六个月,就会记录下天空的图像,在此期间,由于地球绕太阳在其直径1.86亿英里的轨道上运行,视角会发生变化。每张照片都像我们一只眼睛的图像。通过辛苦地测量恒星在1月和7月之间表观位置的微小变化,天文学家可以计算出它的距离。这项工作的精度非同寻常:距离30光年和40光年的恒星之间的运动差异仅为八百万分之一度,或者说,从中心球场看台看到的捕手睫毛上的螨虫宽度的运动。
然而,大气扭曲会产生大量误差,因此,除了最近的几颗恒星之外,确定银河系中其他天体的距离就变成了有根据的猜测。这就是为什么一个欧洲国家联盟在1989年发射了欧洲空间局的依巴谷卫星(Hipparcos satellite)。依巴谷卫星工作在大气层之上,拍摄了数百万颗恒星的照片,追踪了它们四年间在天空中来回摆动的轨迹。计算机擅长繁重的工作,随后计算出恒星的距离,其精度比以往任何时候都提高了千倍。终于,天文学家们能够将他们能看到的大部分恒星置于三维空间中了。
除了地球绕太阳公转引起的来回运动之外,依巴谷卫星还捕捉到了另一种运动,一种由恒星本身引起的运动。太阳(以及银河系中的所有其他恒星)都在绕银河系核心公转,而且没有两颗恒星遵循完全相同的路径。每年,太阳在太空中移动50亿英里,而所有其他恒星的移动量或多或少,方向略有不同,因此,将数十年间隔拍摄的天空照片进行比较,就像一次只看一帧的暴风雪电影。
通过筛选所有这些依巴谷卫星的数据,来自喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的天文学家Bob Preston和Joán García-Sánchez意识到,也许最有趣的附近恒星是那些每年似乎几乎不动恒星。虽然大多数附近的恒星在天空中向左或向右或向上或向下漂移,但Preston和García-Sánchez发现了大约1200颗似乎静止不动的恒星。就像高速公路上迎面而来的车灯一样,这些恒星正朝着我们直冲而来。
或者,就像尾灯一样,远离我们。这取决于确定它们的方向,这需要测量恒星发出的光的光谱中的多普勒频移。就像弹簧的线圈可以被拉伸或压缩一样,当恒星远离我们时,光的波长会稍微拉伸,当恒星靠近我们时,光的波长会稍微压缩。寻找恒星光谱中的这种轻微拉伸是一项精确的工作,因此,在Preston和García-Sánchez的1200颗看似不动的恒星中,只有大约500颗的完整运动得到了计算。
将这些运动和太阳每秒155英里的轨道向过去推算1000万年,科学家们发现没有恒星比3光年更近,这是一个舒适的距离,并且也与我们的经验相符。Preston说,在我们这个区域,邻近恒星之间的平均距离是7光年,而我们最近的邻居比邻星(Proxima Centauri)距离我们4.3光年。
Preston和García-Sánchez还预测了太阳和恒星从现在位置到未来1000万年的路径。“巴纳德星,目前距离我们大约6光年,将在10,000年后相对靠近,比现在的比邻星和半人马座阿尔法星还要近,”Preston说。“但那些恒星也在朝我们这边移动。大约25,000年后,比邻星和半人马座阿尔法星将进入3光年以内。”
在这个距离上,半人马座阿尔法星将比现在亮近一倍,但这已经是最大的看点了。Preston正在寻找更戏剧性的东西。“所有这些的真正动力在于,奥尔特云——这个被认为环绕我们太阳系的彗星的巨大储藏库——延伸到1.5光年,”Preston说。“有人推测,其他恒星的近距离遭遇可能会扰乱这片云,并将大量彗星抛入内太阳系,可能导致与内行星碰撞,并产生可能的生物学后果。”换句话说:我们会完蛋。“这才是真正促使我们去关注这件事的。”













