太阳系中外来物质存在多少?外来物质能够在太阳系存活多久?
简介:太阳系星际天体的探测提出了一个有趣的问题:太阳系中外来物质存在多少?新的研究发现,答案是:很少。天文学
太阳系星际天体的探测提出了一个有趣的问题:太阳系中外来物质存在多少?新的研究发现,答案是:很少。
天文学家总共探测到了两个星际访客:2017 年难以归类的Oumuamua和此后不久的刚刚彗星鲍里索夫。这两个物体在太阳系中停留的时间相对较短——只有几年,相比之下,它们在恒星之间荒凉的星际空间航行的时间要长几万年。
它们的到来引发了人们对穿过银河系的星际物体数量的猜测。如果有害碎片的喷射是太阳系形成的一个常见副作用,这个数字很容易达到数百万亿(如果不是更多的话)。这个想法——银河系周围可能有无数微小的物体——引发了另一个问题:太阳系最初有多少是在这里形成的,有多少是被捕获的流浪太空垃圾?
迄今为止,目前还没有探测到任何围绕太阳运行的太阳系外物体。我们能找到的最好的是微流星体,这是漂浮在亿万年中的微小尘埃。但缺乏检测并不一定意味着没有外星岩石隐藏在阴影中。我们几乎没有绘制小行星带中所有大型岩石的地图,更不用说更远、更难观察的外系统柯伊伯带了。
但是一个接一个地研究岩石,寻找一颗外来小行星或彗星,是一个痛苦而缓慢的过程,尤其是如果我们一开始就不知道这些岩石有多常见的话。
外来物质能够在太阳系存活多久?
发表的新研究试图估计进入太阳系的捕获星际物体的数量,并监测这些物体在此处停留的时间。
研究人员使用了大量模拟。他们研究了以各种方向和速度进入太阳系的 276,691 个天体的行为,并追踪了太阳系内每个模拟天体的演化,追溯到 10 亿年前。
他们发现大多数星际物体不会存活很长时间。如果它们最终围绕太阳运行,在木星的轨道内,它们很可能会与那颗巨大的行星近距离接触。当这种近距离接触发生时,它们要么被气态巨行星吃掉,要么被扔回太阳系。
如果异物最终进入轨道,其平面与其他行星的平面接近,则该物体同样可能被太阳系所有原始成员的综合引力影响抛开。
虽然异物往往会存在数百万年,但这并不是因为它们已经永久存在。当它们被太阳捕获时,它们的轨道往往非常大且非常伸展。一个物体可能需要绕多个轨道运行,也就是超过一百万年,才能确定它是否会长期存在。
然而,最终,异物在太阳系中很难生存。在 27 万多个模拟物体中,只有 13 个停留了 5 亿多年,只有 3 个停留了 10 亿年。
所以异物不会在太阳系中停留太久。
这个估计有点推测性,因为它依赖于行星形成模型和从'Oumuamua 和 Borisov 那里收集到的少量信息。
当太阳形成时,它嵌入在一个更大的星团中。因为它离其他正在形成的恒星(以及正在形成的行星系统)非常近,所以当时它更有可能捕获外来物质。研究人员估计,太阳在其诞生阶段捕获了足够多的物体,可以组装地球质量的 1/1000,这可能足以制造大约 6 颗与矮行星谷神星一样大的小行星。
在太阳系诞生后的数十亿年里,它也每年都会遇到像'Oumuamua和Borisov这样的几个天体。
研究作者估计,总而言之,我们不应该期望太阳系中有很多外来物质——只有地球质量的十亿分之一来自我们系统形成期间捕获的外来物体,而且比自那时以来的数量少了一千多倍. 这些材料几乎不足以组装一颗 6 英里(10 公里)宽的小行星。
这一结果有两个重要意义。一,我们不应该费心寻找捕获的异物,因为它们非常罕见。第二,泛种论假设生命可能从别处开始并随后被带到地球,是站不住脚的。根本没有足够的物质飞过银河系,进入太阳系,进入稳定的轨道,然后撞击其他行星,使这个想法可行。
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