著急離家出走的太陽

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原作：AAS Nova

翻譯：李思綺

編排：趙書晨

后臺：李子琦

原文鏈接：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/the-sun-left-home-in-a-hurry/

通過探索太陽系的邊緣，天文學(xué)家估算出我們的太陽在出生之后與其兄弟姐妹一起生活了多久。

太陽可能誕生于一個與疏散星團NGC2002（上圖所示，由哈勃望遠鏡拍攝）類似的星團中。

圖注：NASA / ESA / 劍橋大學(xué)G. Gilmore；圖像處理：美國天主教大學(xué)/NASA Gladys Kober

通過模擬太陽系早期飛越其他恒星時對太陽系外圍天體的軌道的影響，天文學(xué)家哦已經(jīng)精確測算出太陽誕生后與其姊妹恒星共處的時間范圍。

Born in Batches 成批次誕生

雖然太陽如今在銀河系里單刀獨斗，但它的早期“童年”并非如此孤獨。實際上，太陽很可能有很多兄弟姐妹——眾多恒星同時由同一片原始塵埃云坍塌而成。因此，太陽在青春期是與許多其他年輕恒星一起度過的。這些恒星個字沿著自己的軌跡飛馳，雖起初緊密相依，但終將各奔東西。

哈勃太空望遠鏡拍攝到的一個年輕星團，它們?nèi)园趶闹姓Q生的星云之中。

圖注：NASA / ESA / 格勒諾布爾第一大學(xué) G. Duchene；圖像處理：NASA/美國天主教大學(xué) Gladys Kober

盡管同源而生，這些“青春叛逆期”的恒星在相遇時卻毫不留情。當兩個恒星靠近時，劇烈的引力擾動會嚴重破話它們的原始行星系統(tǒng)。這不僅會攪亂里宿主恒星較遠的天體的軌道，甚至有可能將它們徹底拋出系統(tǒng)。這些早起的互動在我們太陽系的邊緣留下了持續(xù)數(shù)十億年的傷痕，至今可見。

普林斯頓大學(xué)的阿米爾·西拉杰在其主導(dǎo)的探索中通過研究這些傷痕（或者他們?nèi)笔У木売桑﹣硌芯浚禾柶鸪跤卸嗌佟靶值芙忝谩保衷谒鼈兩磉呁Ａ袅硕嗑媚兀?/p>

Distance is Power距離即是力量

過去數(shù)十年間，有不少學(xué)者曾探討過這個問題，但西拉杰的團隊帶來了新的突破：與其研究太陽系里的巨星氣態(tài)行星或者柯伊伯帶的天體，他們專注于“遙遠的類塞德娜天體“。這類稀有的天體迄今為止僅發(fā)現(xiàn)九個，囊括了太陽系中最遙遠的小行星：類塞德娜天體永遠在距離太陽40AU以外的地方，其軌道大部分時間在更遙遠的400AU之外。然而有趣的事，他們所有的軌道基本上與八大行星處在同一個平面上，偏離黃道面的角度均不超過20度。

本研究涉及的若干遙遠類塞德娜天體軌道示意圖。

圖注：日本國立天文臺

通過大量的數(shù)值模擬，西拉杰團隊證實：這樣集中的軌道傾角意味著太陽在脫離其誕生星團的過程中并未遭受到劇烈的引力擾動。通過模擬多種近距離飛越其他恒星對類塞德娜天體的影響，研究團隊將太陽誕生星團的恒星數(shù)量與駐留時間的乘積約束在≤50億年/立方秒差距。若按照典型的星團密度（100顆恒星/立方秒差距）計算，這表明太陽僅僅用了5000萬年內(nèi)就脫離了星團最密集、最危險的區(qū)域。

需要強調(diào)的是，該結(jié)論假設(shè)類塞德娜天體在形成初期就立即進入了當前的軌道，而天文學(xué)家實際上并不確定這些天體抵達太陽系邊緣的具體機制和時間。但若假設(shè)成立，那么這項研究將成為迄今為止領(lǐng)域里最準確的數(shù)值范圍。隨著魯賓天文臺正式投入使用，未來幾年內(nèi)數(shù)值范圍將會越來越精確。

責任編輯：陳瑋菁

牧夫新媒體編輯部

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