一项新的研究表明,来自其他恒星系统的彗星,比如2019年的鲍里索夫彗星,造访太阳附近的频率比科学家们想象的要高。
这项研究基于鲍里索夫彗星在2019年底以大约1.85亿英里(3亿公里)的距离飞过地球时收集的数据。数据表明被称为奥尔特云的遥远的彗星库可能充满了围绕其他恒星诞生的残余物体。事实上,该研究的作者认为,奥尔特云可能包含更多的星际物质。
奥尔特云是以荷兰著名天文学家扬·奥尔特命名的。奥尔特在20世纪50年代首次证明了它的存在。奥尔特云是一个由小天体——小行星、彗星和碎片——组成的球状区域,远远超出了海王星的轨道。该星云的内缘距离太阳约2000个天文单位(AU),而其外缘距离太阳约200,000个天文单位。(一个天文单位是地球和太阳的平均距离——大约9300万英里,或1.5亿公里。)
迄今为止,还没有任何航天器访问过奥尔特云,美国国家航空航天局(NASA)遥远的“旅行者1号”(Voyager 1)探测器甚至要花300年的时间才能瞥见距离奥尔特云最近的部分。
天文学家用来研究这个神秘世界的工具非常有限,因为奥尔特云中的物体本身不会发光。与此同时,这些物体距离太远,无法反射太多的太阳光线。
那么,科学家们究竟是如何计算出奥尔特云中一定有这么多星际物质的呢?鲍里索夫彗星与之又有什么关系呢?
阿米尔·西拉杰是哈佛大学天文学系的研究生,也是这项研究的主要作者,他在一封电子邮件中告诉Space.com,他可以根据鲍里索夫彗星被发现的事实,计算出外来彗星访问太阳系的概率。
“根据鲍里索夫彗星被探测到的距离,我们估计了星际彗星隐含的局部丰度,就像大量的‘奥陌陌’一样。”西拉杰说。
2017年10月,天文学家在夏威夷首次发现了神秘的“奥陌陌”,这是太阳系内我们发现的第一个星际天体。该物体在距离地球1500万英里(2400万公里)的地方经过,大约是地球到太阳距离的六分之一。一场关于“奥陌陌”的性质的激烈争论随之而来,因为一开始并不清楚这个物体是彗星还是小行星。
西拉杰说,即使是对单个物体的探测也可以用于统计分析。天文学家使用的所谓泊松方法,是计算上一次事件发生后在固定的时间和空间间隔内发生事件的概率。
考虑到太阳的引力,西拉杰和论文合著者、哈佛大学的天文学家Avi Loeb能够估算出星际彗星来到地球附近的可能性。他们发现,穿越太阳系的星际彗星的数量随着距离太阳的距离增加而增加。
“我们的结论是,在太阳系的外围,即使考虑到类似鲍里索夫物体的巨大不确定性,短暂的星际彗星的数量应该超过奥尔特云物体(我们来自自己太阳系的彗星)。”
那么为什么天文学家到目前为止只看到了一颗星际彗星呢?答案是技术。直到近些年,天问望远镜才变得足够强大,能够发现那些微小但速度极快的天体,更不用说对它们进行详细研究了。
“在发现第一颗星际彗星之前,我们不知道太阳系里有多少星际物体,”西拉吉说。“关于行星系统形成的理论表明,游客应该比永久居民更少。现在我们发现,可能会有更多的游客。”
天文学家们希望,随着下一代望远镜的到来,如目前在智利正在建设的鲁宾天文台,那时对太阳系外彗星和小行星的研究将真正开始进行。
这项新研究于当地时间周一(8月24日)发表在《皇家天文学会月刊》上。
(独家编译:科幻世界)
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