【宇宙科普】太陽帶著地球一路狂奔,在7萬年前,差點撞上一顆紅矮星

薛定諤的貓 2021/03/27 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

當我們穩穩地站在地球上時,地球卻在以大約30公里/秒的速度圍繞著太陽高速運行,而太陽也沒有閑著,它也在帶著地球以及太陽系中的其它天體圍繞著銀河系中心一路狂奔,其速度更是高達220公里/秒左右,所以太陽系的運行狀態大概是這樣子的。

在太陽圍繞銀河系中心公轉的同時,銀河系中的其它恒星同樣也在運行,而所我們所知,銀河系擁有數以千億計的恒星。這種情況不免讓人有點擔心,太陽帶著地球一路狂奔,而數量如此龐大的恒星也在不停地運動,時間久了,太陽會不會有與其它恒星發生撞擊的風險呢?

實際上,這種擔心似乎並不是多餘的,因為科學家通過對觀測資料的研究推測出,7萬年前,一個龐然大物曾闖入太陽系,如今它已在19.65光年之外。

太陽在7萬年前,差點撞上一顆紅矮星

這顆紅矮星被稱為舒爾茨之星(Scholz‘s Star),位於麒麟座方向,距離我們19.65光年,它是一顆M9.5型紅矮星,半徑約為太陽的10%,質量約為太陽的8%。儘管舒爾茨之星比太陽小得多,但是與地球相比,它卻是一個不折不扣的龐然大物,相對而言,地球的半徑只有太陽的0.9%,質量只有太陽的33萬分之1。

在銀河系的眾多恒星中,紅矮星所占的比例大約為70%,這實在是太普通了,所以剛開始的時候,舒爾茨之星並沒有引起人們的注意,但從2015年開始,這樣的情況就發生了改變,因為科學家發現,舒爾茨之星的運行軌跡非常特殊。

(圖注:舒爾茨之星還攜帶了一顆褐矮星)

在我們的眼中,恒星相對於我們的運動速度可分為切向速度和徑向速度,我們可以簡單地理解為,切向速度就是恒星相對於我們在「上下左右」中的某個方向上運動,而徑向速度則是恒星相對於我們「前進」或者「倒退」。

通常來講,我們觀測到的絕大多數恒星都具有比較明顯的切向速度,然而舒爾茨之星卻是個例外,因為科學家觀察到,這顆紅矮星的切向速度幾乎等於零。這就意味著,舒爾茨之星要麼就是在徑直地對著太陽系飛過來,要麼就是在徑直地離太陽系而去,除此之外,還有一個極小的可能是,它的切向運動與太陽系相對同步。

通過對舒爾茨之星多普勒頻移的測量,科學家確定了它正在離太陽系而去,其徑向速度約為83.1公里/秒。據此不難推測出,既然這顆紅矮星目前正在徑直地遠離太陽系,那麼在過去的某個時間點,它就應該離太陽系非常近。

這種推測激發了羅切斯特大學的一個研究團隊的濃厚興趣,在充分考慮了舒爾茨之星的位置、距離、速度、銀河系的引力場以及該恒星的統計不確定性等等細節之後,該研究團隊一口氣模擬了1萬個舒爾茨之星在過去的運行軌跡。

結果表明,在所有的模擬中,有大約98%的運行軌跡都顯示了在大約7萬年前,舒爾茨之星與太陽的直線距離小於0.8光年(最小值僅為0.6光年)。雖然0.8光年看上去非常遙遠,但從宇宙空間的尺度上來看,這個距離其實是很小的。

在太陽系的週邊,彌散著一個主要由冰質天體構成的球狀星雲,這被稱為奧特星雲,其半徑約為1光年,而這也被認為是太陽系的邊界,也就是說,如果一個天體與太陽的直線距離小於1光年,那就它就進入了太陽系之內。因此可以說,在7萬年前,舒爾茨之星這個龐然大物曾闖入太陽系,而太陽與這顆紅矮星在如此近的距離上「擦肩而過」,可以說差點就撞上了。

值得一提的是,在此之後,一個來自劍橋大學和孔普盧頓大學的研究團隊又為此提供了觀測證據,該研究團隊在《天體物理學雜誌快報》上發表論文稱,他們用雙曲線軌道模型分析了太陽系中的大約340個小天體,發現有一些小天體的運動軌道受到過強大外力的影響。

研究人員指出,舒爾茨之星在闖入太陽系之後並沒有干擾到太陽系中的所有天體,而受到它明顯影響的只有與它距離較近的,或者質量較小的天體。

科學家推測,雖然舒爾茨之星是一顆非常黯淡的紅矮星,但是由於紅矮星的內部並不像太陽那樣穩定,其表面會經常產生巨大的耀斑,而在7萬年以前,地球上早已出現了人類,因此在舒爾茨之星闖入太陽系的期間,地球上的原始人可能會在天空中看到這顆紅矮星。

 

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