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【除了太阳离我们最近的恒星是】太阳系中最遥远的天体是什么?

“天文学的大橡树已经倒下了,我们失去了它的影子。

"——苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡(关于天文学家扬·奥尔特的去世)

太阳系是我们生活的恒星系,这里面的一切都由太阳主宰,虽说我们目前对内太阳系的岩石行星非常熟悉,而且对外太阳系的气体世界现在也不陌生。但是在太阳系的边缘呢?那里距离我们非常遥远,比如天王星的距离,我们在地面上已经用肉眼很难分辨,而海王星更是无法看到,必须借助强大的望远镜。

在海王星之外,那里的世界一片死寂、寒冷,只能反射微弱的太阳光,但是每隔一段时间,这个我们无法企及的太阳系外部世界就会向我们展示它的“真容”,并不是我们主动去观察、寻找那里的天体,而是这些太阳系外部的天体会因为一次偶然的引力摄动被抛入太阳系内部,等它们穿过木星的轨道以后,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,形成由冰和尘埃组成的尾巴,为我们展示一场壮观的“灯光表演”。

这些天体来自太阳系的柯伊伯带,柯伊伯带从海王星之外一直延伸到了海王星和太阳之间距离的两倍。我们知道最近的恒星离我们有4光年远,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(地日距离被称为一个天文单位或1AU),也就是0.08%的光年!

在柯伊伯带中,有无数个冰冻的天体,有时这些天体会受到海王星的引力扰动,然后被弹射到太阳系内部。如果这些天体靠近太阳,就会变成一颗彗星。但是柯伊伯带并不是彗星的唯一来源。

在柯伊伯带之外非常遥远的地方是奥尔特云,距离太阳平均50000AU,或者一光年远。每隔一段时间,我们就会看到一颗彗星穿越内太阳系,如果这些彗星是来自柯伊伯带,那么它的周期还不到一个世纪,但是这些彗星的周期有些长达10万年!这些长周期彗星数量很大,它们的轨道不可能是受到的了海王星的影响。

相反,这些长周期彗星的起源来自非常遥远的物体云!奥尔特云是由扬·奥尔特在1950年提出的假说,并被普遍认为是长周期彗星的起源点。由于奥尔特云距离我们非常遥远,并且那里的任何物体都没有固有的光度,而且它们的温度非常低,也就是说在红外波段下也看不到它们,因此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就探测到它们呢?

弱引力透镜效应是指一个不发光的物体从一颗明亮的恒星面前经过时,由于它质量的存在,就会弯曲背景的星光,暂时放大星光。我们通常用这个效应去探测那些不发光的质量比较小的物体。但不幸的是,奥尔特云内大多数物体质量都太小了,大约为10^15公斤,也就是地球质量的十亿分之一。以至于这些物体所产生的弱引力透镜效应以目前技术条件是探测不到的。

因此在整个20世纪,在奥尔特云中,我们从未探测到任何物体。只有当这些物体闯进内太阳系以后,通过反射太阳光,我们才得以用光学望远镜看到它们。但是从2003年开始,我们已经打破了这个障碍,甚至超越了柯伊伯带!

上图中的天体就是一个非常特殊的例外,因此不是每一个被探测到的奥尔特云的天体都会变成彗星。上图是非常著名的小行星:塞德娜(Sedna)。是由哈勃太空望远镜拍摄到的。

它跟大多数奥尔特云天体,也就是我们之前见过的彗星不一样,塞德娜的体积非常大,直径约有1000公里,质量估计约有10^21公斤,是一般彗星质量的一百万倍。我们发现这个天体是因为科学家在寻找海王星以外的天体,只是在2003年碰巧发现这个比当时任何太阳系天体都要远的小行星。

赛德娜的轨道周期长达11000年,这表明它的起源远远超过了海王星以内的太阳系,甚至超越了柯伊伯带。而且它的轨道也未与柯伊伯带有任何交集,永远不会与海王星的引力发生交互作用。因为一切都表明,这颗小行星的起源来自奥尔特云,这是迄今为止第一个被探测到的奥尔特云非彗星天体。

但它不是最后一个,也不是唯一一个!

2014年宣布发现的2012 VP113,是太阳系中已知近日点最遥远的天体,近日点距离为地球-太阳距离的80倍,远日点距离超过440 AU。

它与赛德娜和其他三个天体(2004 XR190、2010 GB174和2004 VN112)与所有柯伊伯带中的天体相比,有不同的颜色、组成和轨道性质,表明它们有共同的和不同的起源。2012VP113是目前距离太阳最远的行星,但2010GB174很快就会超过它,并朝着与太阳的最大距离673 AU前进!

但是塞德娜是已知的最大的奥尔特云天体,而且很可能(目前不确定)处于流体静力学平衡状态,这意味着如果它是的话,它将成为柯伊伯带之外的第一颗矮行星。

也许更重要的是,赛德娜总有一天会超越所有其他已知的奥尔特云天体,到达离太阳936AU的最远距离,也就是距离太阳1.5%光年。所以,以上就是太阳系中最遥远的天体。

要知道奥尔特云可能还会为我们带来更多的惊喜,因为我们才刚开始了解它!


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