250万年前一颗恒星掠过太阳系,或引发持续至今的彗星雨

距离太阳最近的恒星如今是比邻星,约4.2光年之外,但在银河系漫长的演化过程中,这一纪录并非一成不变。由于银河系中的恒星都在不断运动,太阳系曾多次与其他恒星擦肩而过。最新研究认为,大约250万年前,一颗名为HD 7977的恒星曾以极近距离掠过太阳系,而这次“近距离接触”留下的影响,或许至今仍然能够从彗星的轨道中找到线索。

根据欧洲航天局盖亚天文台绘制的高精度银河系恒星运动数据,HD 7977曾从距离太阳约4000至25000个天文单位的位置经过。不过,最新分析认为,这颗恒星实际最接近太阳时可能只有约6000至10000个天文单位,相当于35至58光日。从宇宙尺度来看,这几乎算得上一次“擦肩而过”。

如此接近的恒星经过,足以对太阳系外围的奥尔特云产生明显影响。奥尔特云是一个包围太阳系的巨大冰冻天体储藏库,里面聚集着数量惊人的彗星核,也是长周期彗星最主要的来源。

长周期彗星通常需要数十万甚至数百万年才能绕太阳运行一周,因此它们大多仍保持着太阳系形成初期的原始状态。这些天体平时主要受到银河系整体引力的缓慢影响,但如果附近突然有恒星经过,其引力便可能打乱奥尔特云中彗星的轨道,将部分彗星推向太阳系内部。这些首次进入内太阳系的天体,被天文学家称为“新彗星”。

美国行星科学研究所高级科学家内森·凯布表示,目前观测到的新彗星轨道分布显示,太阳系可能正处于一个不同寻常的时期。相比银河系整体引力的长期作用,HD 7977当年的近距离掠过似乎成为影响新彗星形成的主要因素。

研究人员认为,这意味着我们今天看到的部分长周期彗星,很可能是那次恒星经过所留下的“余波”,而太阳系目前或许正经历一场规模罕见的彗星雨后期阶段。

为了验证这一假设,凯布与法国波尔多大学研究人员肖恩·雷蒙德利用计算机建立了大量模拟,希望重现HD 7977经过后彗星轨道的变化过程。

模拟结果虽然证明,恒星掠过确实能够产生大量新彗星,但生成的轨道分布与实际观测数据仍存在明显差异。这意味着,目前的理论模型可能仍缺少某些关键因素。

研究团队认为,造成这种偏差的原因可能有很多。例如太阳系外围环境远比现有模型复杂,奥尔特云内部结构尚未完全了解;此外,彗星在靠近太阳时因冰层升华产生的喷气效应,也可能持续改变轨道,而这些影响尚未被完整纳入模拟计算。也不排除多个因素共同作用,使真实情况比理论预测更加复杂。

尽管如此,研究人员认为答案不会等待太久。

随着盖亚天文台持续公布更加精确的恒星运动数据,未来6至12个月内,科学家将能够进一步确定HD 7977当年的真实飞行轨迹和最近距离,从而验证这一假说是否成立。

如果后续数据证实HD 7977确实曾如此接近太阳,那么它不仅将成为太阳系已知最重要的一次恒星近距离掠过事件之一,也意味着今天人类所观测到的部分长周期彗星,很可能正是250万年前那次恒星造访留下的“宇宙回响”。

这项研究成果目前已在美国天文学会动力天文学分会上进行展示,后续还将结合新的观测数据进一步完善模型,帮助科学家揭示太阳系外围环境以及彗星起源的更多秘密。

原文:https://www.iflscience.com/a-star-passed-so-close-to-the-sun-25-million-years-ago-that-it-may-have-set-off-a-comet-shower-and-its-still-messing-with-them-83935