栏目：冷新闻 ┊ 发布时间：2016-03-29 ┊ 来源：m.laotuzi.com ┊ 点击： 次
四、彗星来自何方？
很少有“宇宙来客”能像彗星那样使得人类对它既敬畏又恐慌。特别是肉眼可见的哈雷彗星，在犹太教法典上写道“每70年出现一次的星星会让船长们犯错”。1066年黑斯廷斯战役之前哈雷彗星犹如厄运的征兆出现在了天际，1456年教皇卡利克斯特三世将其逐出了教会。而现代科学对待彗星则采取了更多实证的观点。彗星是尘埃和冰的聚合体，在大椭圆轨道上绕太阳运动。当它们靠近太阳的时候，由于太阳风的吹拂而形成了壮观的彗尾。现在我们甚至还知道它们发源自海王星轨道以外的柯伊伯带。
但是这里也存在着问题。诸如1997年造访地球的海尔-波普彗星，它们难得会出现在我们的天空中。因为它们的轨道非常长，因此不可能来自柯伊伯带。许多天文学家对此的结论是，我们已知的太阳系被一个巨大的、由冰质天体组成的晕所包围，这些天体是几十亿年前在巨行星的引力作用下被从太阳附近“驱逐”到这里的。
拍摄于美国加州约书亚树国家公园的海尔-波普彗星照片
这一片天空中的“荒漠”被称为“奥尔特云”，用以纪念1950年第一个提出它的荷兰天文学家简·奥尔特（Jan Oort）。这个包围着太阳系的球形物质晕还从来没有被观测到过，但是如果长周期彗星确实发源于此的话，那么奥尔特云一定是非常巨大的，它所延伸的范围可以达到柯伊伯带外边界的大约1,000倍。在这样遥远的距离上，它不再会受到太阳系行星的影响，相反银河系和近邻恒星对它的作用成为了主导。奥尔特云可能就存在于我们的太阳系向星际空间过渡的某个地方。
1991年出现的科胡特克彗星一开始被认为是起源于奥尔特云的
不幸的是，如果要在奥尔特云中搜寻X行星的话，那将是一个梦魇。对于望远镜来说，它太暗弱、太遥远也太小了。同样不幸的是，由此我们也错过了通过统计和估算这些天体的大小来重建太阳诞生地并且一窥形成巨行星原始物质的机会。
到目前为止，有关这些原初物质的信息都来自彗星和最大的柯伊伯带天体，因为它们被认为具有类似的组成。“这就像是"瞎子摸象"，”美国西南研究所的行星科学家哈尔·利维森（Hal Levison）说。
尽管如此，但说不定在几十年之后人们就能描绘出这头“大象”的全貌了。奥尔特云中的天体会使得遥远恒星变暗或者发生衍射。虽然这些掩食所持续的时间只有几分之一秒，但是天文学家将采用已经用于柯伊伯带天体上的技术来测量这些天体的大小和距离。但地球大气湍流造成的闪烁会使得地面上的望远镜无法探测到它们，不过未来空间望远镜巡天应该可以发现大量的奥尔特云天体。除此之外还存在着其他的问题。根据目前已知的长周期彗星的数目和轨道估计，奥尔特云中含有千亿个直径大于1千米的天体，它们的总质量可以达到地球的几倍。利维森说，这么多的物质超出了目前的太阳系形成理论可解释的范围，这说明还需要对我们现有的模型进行细致的检查。
在这一区域之外则没有类似的限制，在“雪线”以外的区域甲烷和水都是以固体的形式出现的。这个区域中的行星可以长得更大，并且可以在太阳的热量把气体驱散之前吸积气体分子（主要是氢）。这就是木星和土星这样的气态巨行星以及温度更低的巨行星天王星和海王星的最终形成过程。这也是天文学家预计这些行星在流体的表层之下有一个岩石核心的原因。
到目前为止一切都是直接。法国蔚蓝海岸天文台的亚历山德罗·莫比德利（Alessandro Morbidelli）说，但当你要深入到其中的细节的时候问题就来了，吸积模型就是一个很好的范例。没有人确切知道米级的岩石是如何聚合成10千米级的小天体的。因为小型的固体天体会受到其周围气体压力的作用而最终在聚合之前便落入了太阳。最近提出的一种可能性是气体中局部湍流提供的低压使得小岩石最终并合到了一起。
气态巨行星也有类似的问题。它们的岩石核心必定是在有气体的情况下聚合而成的，然后才能吸积气体。而在其他行星系统中也已经发现了非常靠近恒星的类木行星。这些行星的大小和木星相仿，但是轨道半径却和地球的差不多，甚至更小。如果在太阳系形成的早期也有一颗木星质量的行星运动到了太阳系的内部，尽管还没有确定的结论，但诸如地球这样的内行星都会被散射出太阳系。
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气态巨行星
按照美国科罗拉多大学的菲尔·阿米蒂奇（Phil Armitage）的说法，没有证据显示太阳系上演过类似的情况。如果说过大的月亮是某种暗示的话，那么它也只是说明了内太阳系在岩质行星形成的最初1亿年中一直处于“动荡不安”的状态，但是很快一切就都安定了下来。根据莫比德利及其同事所提出的理论，在太阳形成之后的几亿年，在木星和土星引力的“强强联合”作用下天王星和海王星被推到了距离太阳更远的地方并且占据了现在的位置，由此引发了外太阳系的重组和膨胀。一些小天体会就此撞向木星，而另一些则会被木星的强大引力抛射出太阳系。在整个太阳系的外围、宇宙的深处，这些未被吸积的残骸聚集到了一起形成了设想中的奥尔特云。
奥尔特云
太阳系的最近一次引力散射效应的集中体现就是它们对火星和木星之间小行星带的扰动，由此引发了40亿年前（太阳形成之后5-6亿年）出现的晚期大规模轰击。在这期间，大量的小天体撞击了地球和月亮，但从那以后构成太阳系的天体便又重新恢复了平静，进入了一种精巧的平衡状态无疑这对于地球上生命的起源和演化来说是“无价”的。
