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生活

16光年外流浪恆星或將“親密接觸”太陽系

鉅亨網新聞中心 2015-01-06 10:33


新浪科技訊 北京時間1月6日消息,據Universe Today.com網站報導,近日有一個名為HIP 85605的恆星系統引起了科學家們的關注。這是一個雙星,由兩顆距離很近的成員恆星組成,位於武仙座方向,距離約16光年。之所以會引起關注,是因為德國馬克斯普朗克天文學研究所的科因·拜勒-瓊斯(Coryn Bailer-Jones)博士在近期發表了一篇論文,如果這篇論文中的觀點正確,那麼這顆恆星未來在其運行軌道上可能會與太陽系相撞。


但也有好消息,那就是根據拜勒-瓊斯的計算,這顆恆星並不會直接一頭撞向我們,而是會與我們擦身而過,但最近距離僅有大約0.04秒差距(注:天文學上的一種距離單位,1秒差距約等於3.26光年),這大約相當於地球與太陽之間距離的8000倍(用天文學術語來就是8000AU,或8000個天文單位)。除此之外,此次擦肩而過也不會對地球或太陽系內其他行星圍繞太陽的運行軌道生影響。但最要緊的一點還在於,這一事件還要等上大約24萬~47萬年之后才會發生!

拜勒-瓊斯在發給Universe Today的電子郵件中表示:“盡管每個星系中都有非常多的恆星。但恆星與恆星之間的空間是非常巨大的,因此即便考慮到我們銀河系的古老年齡,兩個恆星之間直接發生相撞——而不是擦肩而過——的幾率極低。”

然而如果從天文學的尺度上看,此次這兩顆恆星之間的距離真的已經算是非常接近。從地球觀察,任何一個方向上宇宙都延伸超過460億光年,這還只是我們可以觀測的宇宙範圍。在這樣的空間尺度下,另一顆恆星從距離我們僅有不到50光天的距離上通過,這真的已經算是非常非常接近的距離了。而如果考慮宇宙的時間尺度,不到25萬年或50萬年之后都屬於非常近的將來。

對奧爾特雲的擾動

真正讓人擔憂的是恆星HIP 85605可能會對太陽系外緣的奧爾特雲生何種影響——這是一個圍繞太陽系邊緣存在的大片冰凍小天體分佈的球形區域,其與太陽之間的距離約在2萬~5萬AU(天文單位)之間,考慮到HIP 85605將在8000AU處通過,這也就意味其實這顆恆星將從奧爾特雲內部穿行而過,這將引發嚴重的混亂。

一旦擾動發生,大量冰凍小天體將會被踢出太陽系,但也會有很多小天體會向內飛向內太陽系,從而對地球構成威脅。假設到那時候地球上人類仍然存在,那麼這將造成很大的困擾,即便這些小天體的擾動過程會在長達數百萬年的漫長時間裏逐漸顯現也是如此。

一般而言,恆星之間的相撞只會發生在雙星之間,其中往往有白矮星或中子星參與。拜勒-瓊斯表示:“但也有不同的情況,那就是相互距離較近的物理雙星。在這樣的雙星系統中同樣可能發生相撞事件,原因是其中一顆恆星隨演化進行而體積膨脹,從而對另一顆恆星的演化造成影響。如果是兩顆中子星的情況,兩者甚至還有碰撞併合並的可能性。”

但同樣顯而易見的是,從宇宙的時間尺度上來看,恆星相互之間接近是相當平常的。在這項研究中,拜勒-瓊斯一共對我們周遭空間內的5萬顆恆星進行了考察,這一恆星與太陽的“擦身而過”事件也只是他做出的多項預測之一。

天文事件對地球歷史的影響

在所有被考察的5萬顆恆星中,只有HIP 85605會在未來24~47萬年內運行到距離太陽小於一個秒差距的範圍之內。拜勒-瓊斯的計算同時表明上一次有恆星如此接近太陽的事件是顯微鏡座γ星,這是一顆光譜型為G7的巨星,質量為太陽的2.5倍,它在大約380萬年前曾經運行到距離太陽僅0.35~1.34秒差距的位置上,當時可能也曾引發奧爾特雲的強烈擾動。

在他位於馬普研究所的網頁上一個有關這項研究的“常見問答”欄目下,拜勒-瓊斯表示他研究恆星接近太陽的情況,目的是想了解天文現象對地球可能造成的潛在影響。

他寫道:“我對地球的歷史感興趣,而天文事件很顯然在其中扮演了重要的角色。但具體而言究竟扮演了怎樣的角色,影響的程度有多深,未來將會發生什麼?”盡管在過去已經有了一些相關研究,但他認為那些研究是不全面的,比如其中假設恆星之間的運動是相對線性的,這樣的做法會得到不精確的結果。

與之相反,拜勒-瓊斯在其研究工作中依賴於更新的數據或是對已有數據的重新分析,以期得到更加精確的結果,並對數據中的不確定性進行更嚴格地限定,這樣便可以在結果中估算其概率。

這樣做得到的結果便是:恆星HIP 85605有90%的概率會在未來24萬~47萬年內運行至距離太陽小於一個秒差距的範圍內。然而他同時也承認如果此次近距離相遇沒有發生,那麼再下次的類似機會大約將會在130萬年后出現,屆時一顆光譜型為K7的矮星GL 710將會運行至距離太陽0.10~0.44秒差距的範圍內。

拜勒-瓊斯同時也相信歐空局的蓋亞探測器將會在未來幫助進一步提升這種預測的精確度。通過對銀河系環境的理解和巡天製圖,測量每顆恆星的質量和運行速度,科學家們將有能力了解這些恆星圍繞星系中心的軌道運行情況,並觀察它們是否會出現軌道相交。

利用交會機會考察系外行星?

但在拜勒-瓊斯的網頁上最有趣的方面或許還在於一種新穎的觀點,即將這種近距離的恆星交會視作開展對系外行星探測研究一種捷徑。根據現有宇宙學模型,銀河系內的大部分恆星可能都有行星圍繞運行。

因此如果有一顆恆星運行到距離我們僅有數個秒差距的位置上,甚至是不到一個秒差距的位置上,那麼為何不抓住這樣的機會對探查圍繞那顆恆星運行的行星呢?但拜勒-瓊斯認為這個想法可能不太現實,他在網頁上這樣寫道:“飛往一顆距離我們約1秒差距,正以大約每秒30公里的相對速度飛行的過路恆星,其難度一點也不亞於直接飛往距離我們太陽系最近的恆星,后者與我們之間的距離同樣大致是1秒差距左右。並且為了等那顆恆星近距離飛過,我們還得等待幾十萬年的時間。如果我們最終真的能夠實現星際航行,那麼我不認為我們會去等待那麼長的時間。我們為什麼要等呢?”

最后,如果拜勒-瓊斯的這項研究提醒了我們什麼東西,那就是在我們跟隨無數恆星一起圍繞銀河系中心運行時,我們必須牢記恆星之間的相對位置並非固定不變。那些恆星中的一些不僅會偶然路過我們附近的空間,甚至還可能對地球上的生命造成影響。

不過,考慮到這件事的時間尺度,我們並不需要為此感到擔心。等到恆星HIP 85605或GL 710真正運行到距離地球小於一個秒差距的那個時候,我們人類要麼已經滅亡,要麼就已經技術上高度發達,足以應對這樣的情況。(晨風)

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