宋晨

第二顆太陽

根據(jù)長期以來的觀測，宇宙中大多數(shù)恒星系統(tǒng)都被證實(shí)是由至少兩顆以上恒星構(gòu)成的。1984年，美國物理學(xué)家穆勒提出了太陽存在伴星的猜想——一顆遙遠(yuǎn)的紅矮星或褐矮星以橢圓軌道繞太陽公轉(zhuǎn)，并每隔大約2600萬年進(jìn)入奧爾特云（一個由冰微行星構(gòu)成、包圍太陽系的球體云團(tuán)），擾動大量彗星進(jìn)入內(nèi)太陽系，造成地球上周期性的生物大滅絕。這顆被稱為涅墨西斯星的伴星的存在至今未被證實(shí)，而奧爾特云似乎為尋找伴星提供了線索。

奧爾特云是包圍太陽系的球狀云團(tuán)。

奧爾特云可以被理解為太陽系的邊界，其到太陽的最遠(yuǎn)距離是地球到太陽距離的10萬倍。構(gòu)成奧爾特云的冰微行星在太陽微弱的引力束縛下，聚集成包圍太陽系的球體。天文學(xué)家認(rèn)為，如果太陽系迄今僅存在過一顆恒星，那么構(gòu)成奧爾特云的物質(zhì)的理論密度應(yīng)該小于今天測量到的實(shí)際密度，而雙恒星系統(tǒng)更強(qiáng)大的引力捕獲作用，恰恰可以解釋奧爾特云的這種“理論一實(shí)際密度差”。

如果能找到奧爾特云是被雙恒星捕獲來的證據(jù)，那么太陽系的形成理論將被改寫，而且有助于回答有關(guān)地球生命起源的種種疑問。發(fā)源于奧爾特云的彗星為地球帶來了生命之源——水，也導(dǎo)致了后來恐龍的滅絕。這顆幫太陽捕獲了奧爾特云的伴星為何離開了，它又去了哪里？天文學(xué)家推測，這顆伴星當(dāng)初被一顆經(jīng)過太陽系附近的恒星帶離了太陽，這種現(xiàn)象在年輕的恒星團(tuán)中常有發(fā)生，同時(shí)奧爾特云的大部分物質(zhì)也被剝離。今天，這顆可能存在的伴星或許已經(jīng)漂泊到了銀河系的某個我們不知道的角落。

“九號行星”

2006年，國際天文聯(lián)合會正式將冥王星驅(qū)逐出行星行列，把它劃為矮行星，八大行星的概念開始確立，但天文學(xué)家仍在致力于尋找未知的“九號行星”。有趣的是，天文學(xué)家對“九號行星”的所有模擬結(jié)果都頗為接近。一些模擬結(jié)果表明，這顆行星為大質(zhì)量天體，體積為地球的2～4倍，質(zhì)量約為地球的10倍，繞太陽公轉(zhuǎn)一周需要1萬～2萬年。另一些模擬結(jié)果表明，該行星很可能是在約45億年前被年輕的太陽捕獲的一顆系外行星。當(dāng)太陽和其他恒星一同在星團(tuán)中形成時(shí)，恒星之間的位置并不固定，恒星經(jīng)常彼此掠過。在相遇期間，太陽或許“竊取”了其他恒星的一顆或多顆行星，它們一起逐漸脫離了星團(tuán)，并形成今天的太陽系。這似乎也與伴星理論不謀而合——如果太陽曾在一顆伴星的幫助下捕獲了奧爾特云，那么也可能捕獲“九號行星”。

“九號行星”可能是一顆小型黑洞。

在近幾年的觀測中，天文學(xué)家在遙遠(yuǎn)的外太陽系發(fā)現(xiàn)了一些在海王星軌道以外運(yùn)行、擁有幾乎相同近日點(diǎn)的奇特天體，這些天體被稱為跨海王星天體（簡稱“TNO”）。一些天文學(xué)家認(rèn)為，這些TNO距離海王星過于遙遠(yuǎn)，因此，影響這些TNO以極端軌道運(yùn)行的應(yīng)該不是海王星，而是質(zhì)量為地球5～15倍的“九號行星”?！熬盘栃行恰被蛟S遠(yuǎn)在冥王星軌道之外，它到太陽的距離可能是地球到太陽距離的數(shù)百倍。

另一種解釋甚至認(rèn)為?！熬盘栃行恰笨赡苁且粋€原始黑洞。在宇宙大爆炸幾秒后就會出現(xiàn)原始黑洞，但這個原始黑洞尚未得到證實(shí)。這種假設(shè)的依據(jù)來自光學(xué)引力透鏡試驗(yàn)（OGLE）發(fā)現(xiàn)的引力異常。利用OGLE，天文學(xué)家監(jiān)測天空并尋找微引力透鏡事件：當(dāng)像黑洞一樣的大質(zhì)量前景物體從背景物體（例如恒星）前方經(jīng)過時(shí)，黑洞會像透鏡一樣扭曲并放大背景物體的光線。通過觀察，科學(xué)家共發(fā)現(xiàn)6起微引力透鏡事件，發(fā)生地點(diǎn)距離銀河系中心約2.6萬光年，與太陽到銀河系中心的距離幾乎一致。黑洞是非常致密的，一個約5倍地球質(zhì)量的黑洞僅有柿子大小，它能將包括光線在內(nèi)的一切物體吸入。如果太陽捕獲了這樣的黑洞，那么這顆黑洞也會影響TNO的軌道。

2022年，薇拉·魯賓天文臺將正式開始運(yùn)行，其任務(wù)之一是尋找冥王星以外的外太陽系天體，我們期待屆時(shí)能有更多關(guān)于“九號行星”的新發(fā)現(xiàn)。

薇拉·魯賓天文臺

薇拉·魯賓天文臺（又稱大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡，簡稱“LSST”），以已故美國天文學(xué)家薇拉·魯賓的名字命名，她證實(shí)了星系中存在暗物質(zhì)。LSST位于智利北部科金博大區(qū)的伊爾佩恩峰，海拔2682米，緊鄰雙子星天文臺和南方天文物理研究望遠(yuǎn)鏡，于2014年8月1日開始修建，將于2022年1月正式開始為期10年的觀測工作。

LSST搭載一片直徑8.4米的主鏡。2020年9月8日，LSST相機(jī)團(tuán)隊(duì)發(fā)布了首批3200萬像素的數(shù)碼照片，它們不僅是有史以來單次拍攝的最大圖像，也是對相機(jī)焦平面的成功測試。LSST相機(jī)的焦平面包含32億像素，每個像素寬約10微米，并且焦平面本身非常平坦，其變化幅度不超過人類頭發(fā)寬度的十分之一，這使LSST相機(jī)可以產(chǎn)生分辨率非常高的圖像。LSST相機(jī)拍攝的圖像非常巨大，以至于需要378個4K超高清電視屏幕才能顯示真實(shí)的完整尺寸。LSST相機(jī)的焦平面足以覆蓋40個滿月大小的天空，這將使LSST每隔幾個晚上就能完成對整個南半球天空的全天成像。