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流浪的恒星经常会惊人地靠近我们的太阳系

我们的太阳在过去曾与其他恒星有过近距离接触,并且在不久的将来,还将发生一次危险的近距离接触。

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在艺术家描绘的这幅插图中,斯霍尔兹之星及其双棕矮星大约在 70,000 年前飞掠过我们的太阳系。我们的太阳在背景中明亮地闪耀。图片来源:Michael Osadciw/罗切斯特大学

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大约每 50,000 年,就会有一颗流浪恒星经过我们的太阳系附近。大多数都平安无事地擦肩而过。但偶尔,会有一颗恒星离得如此之近,以至于它在地球的夜空中占据了显眼的位置,并且还会将遥远的彗星从轨道上撞离。

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这些恒星闯入者中最著名的是斯霍尔兹之星。这个小型的双星系统于 2013 年被发现。其轨道路径表明,大约在 70,000 年前,它穿过了奥尔特云,即包围我们太阳系边缘的冰冷天体的延伸球体。一些天文学家甚至认为,斯霍尔兹之星在经过时,可能将一些天体甩入了内太阳系

然而,斯霍尔兹之星相对较小且移动速度快,这本应将其对太阳系的影响降到最低。但近年来,科学家们发现这类事件发生的频率比预期的要高得多。斯霍尔兹之星并非首次飞掠,也不会是最后一次。事实上,在不久的将来,我们将迎来一次更戏剧性的近距离接触。

“(斯霍尔兹之星)可能没有产生巨大的影响,但应该有许多质量更大的恒星曾穿过这里,”美国宇航局喷气推进实验室的天文学家埃里克·马马耶克(Eric Mamajek)说,他在 2015 年发表于《天体物理学杂志通讯》的一篇论文将斯霍尔兹之星推到了台前,他告诉《天文学》杂志。

“斯霍尔兹之星”的发现

2013 年圣诞节前后,马马耶克正在智利圣地亚哥的欧洲南方天文台拜访一位朋友兼同事天文学家瓦伦丁·伊万诺夫(Valentin Ivanov)。当两人交谈时,伊万诺夫正在查看一颗被 cataloged 为 WISE J072003.20–084651.2 的恒星的最新观测数据。

这颗恒星引起了马马耶克的兴趣,因为它离我们只有大约 20 光年,但天文学家们却因为它的昏暗和在夜空中微小的视运动(或自行)而没有注意到它。

对他来说,这两点是一个线索。由于它似乎没有多少横向移动,这颗恒星很可能以惊人的速度向我们靠近或远离我们。随着两位天文学家继续交谈,伊万诺夫测量了这颗恒星的径向速度,以了解它远离或靠近我们太阳的速度。很快,他们就得到了答案。

“不到五到十分钟,我们就得到了初步结果,这颗恒星离太阳的距离在 1 秒差距 [3.26 光年] 以内,”马马耶克说。“它在太阳系附近飞驰。”

这两位天文学家和他们的同事最终证明,它经过的距离比这还要近。事实上,它比任何已知恒星都更靠近我们的太阳。这个地位促使他们以其最初的发现者——一位名叫拉尔夫-迪特·斯霍尔兹(Ralf-Dieter Scholz)的天文学家——的名字来命名这个宇宙入侵者,他花费了大量时间寻找附近的恒星。

所有其他的飞掠太阳

此后,马马耶克停止了对斯霍尔兹之星的研究。但与此同时,其他天文学家也接过了这项工作。而且,得益于欧洲航天局一颗名为“盖亚”(Gaia)的卫星,它被设计用于绘制超过十亿颗恒星的精确位置和运动轨迹,我们现在知道了其他近距离接触的事件。

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2018 年,由德国马克斯·普朗克天文学研究所的科林·贝勒-琼斯(Coryn Bailer-Jones)领导的一个研究小组,利用盖亚数据绘制了我们太阳在未来与其它恒星相遇的轨迹。他们发现,在未来 1500 万年内,将有近 700 颗恒星经过我们太阳系 15 光年以内。然而,该团队认为,绝大多数近距离接触事件尚未被发现。但他们估计,每百万年大约有 20 颗恒星会经过我们几光年之内。

然而,“太空很大,”马马耶克指出。“从统计上看,大多数恒星都会经过我们太阳系的外部边缘。”这意味着像斯霍尔兹之星那样的近距离接触很常见,但只有少数的近距离接触足以真正扰动大量彗星,从而可能导致地球遭受宇宙轰炸。

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尽管如此,仍然有一些恒星会相当接近。如果一颗巨大、移动缓慢的恒星穿过奥尔特云的边缘,它可能会彻底扰乱太阳系。

历史上“最强大的扰动接触”

根据 2016 年的一项研究,一颗巨大的恒星在 140 万年后穿过外太阳系,这正是盖亚数据所显示的。一颗名为 Gliese 710 的恒星将经过距离我们 10,000 天文单位——1 个天文单位等于地球与太阳之间平均距离 9300 万英里。这远在奥尔特云的外部边缘以内。

Gliese 710 的质量是太阳的一半,远大于斯霍尔兹之星,后者仅为太阳质量的 15%。这意味着 Gliese 710 庞大的引力可能会对奥尔特云中冰冷天体的轨道造成巨大破坏。

而斯霍尔兹之星小到几乎看不见——如果能看到的话——Gliese 710 则比我们目前最近的邻居比邻星还要大。因此,当 Gliese 710 到达离地球最近的点时,它将燃烧成一个明亮的橙色球体,其亮度将超过我们夜空中所有其他恒星。

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作者在发表于《天文学与天体物理学》杂志的论文中写道,这次事件可能是“太阳系未来和历史中‘最强大的扰动接触’”。

幸运的是,内太阳系是一个相对较小的目标,即使 Gliese 710 确实将彗星送往我们的方向,这些冰冷天体也需要数百万年才能到达我们这里。这应该会给任何幸存的未来人类足够的时间采取行动。

与此同时,他们可以享受观看可能是我太阳系历史上最接近的恒星飞掠之一。

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