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那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界 32 疆界何方
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现在让我们盘点一下人类在寻找太阳系的疆界时走过的漫漫长路。从远古时期就已知道的金、木、水、火、土五大行星，以及脚下的地球，到近代的天王星、海王星，再到现代的柯伊伯带及离散盘。人类认识的太阳系疆界在过去两百多年的时间里在线度上扩大了十倍左右。
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那么，离散盘是否就是太阳系的疆界呢？答案是否定的。
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读者们也许还记得，我们在第28章中曾经提到，太阳系里的彗星按轨道周期的长短可以分为两类，其中短周期彗星大都来自柯伊伯带。那么，长周期彗星又来自何方呢？
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荷兰天文学家奥尔特 （1900-1992）
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1950年，荷兰天文学家奥尔特（Jan Oort）对长周期彗星进行了研究。他发现，很多长周期彗星的远日点位于距太阳50000～150000天文单位（约合0.8～2.4光年）的区域内，由此他提出了一个假设，即在那里存在一个长周期彗星的大本营。这一假设与将柯伊伯带视为短周期彗星补充基地的假设有着异曲同工之妙（但时间上更早）。那个遥远的长周期彗星大本营后来被人们用奥尔特的名字命名为奥尔特云（Oort Cloud）〔1〕（图17）。由于长周期彗星几乎来自各个方向，因此奥尔特云被认为大体上是球对称的。后来的研究者进一步将奥尔特云分为两部分：距太阳20000天文单位以内的部分被称为内奥尔特云，它呈圆环形分布；距太阳20000天文单位以外的部分被称为外奥尔特云，它才是球对称的。距估计，奥尔特云中约有几万亿颗直径在一千米以上的彗星，其总质量约为地球质量的几倍到几十倍。由于数量众多，在一些科普示意图中奥尔特云被画得像一个真正的云团一样，但事实上，奥尔特云中两个相邻小天体之间的平均距离约有几千万千米，是太阳系中天体分布最为稀疏的区域之一。
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图17 奥尔特云及太阳系结构示意图
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那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界 在距太阳如此遥远的地方为何会有这样一个奥尔特云呢？一些天文学家认为，与离散盘类似，奥尔特云最初是不存在的，如今构成奥尔特云的那些小天体最初与行星一样，形成于距太阳近得多的地方，后来是被外行星的引力作用甩了出去，才形成了奥尔特云。奥尔特云中的小天体由于距太阳极其遥远，很容易受银河系引力场的潮汐作用及附近恒星引力场的干扰，那些干扰会使得其中一部分小天体进入内太阳系，从而成为长周期彗星。
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奥尔特云距我们如此遥远，而且包含的又大都是小天体，读者们也许会以为除直接来自那里的长周期彗星外，我们不太可能观测到任何属于奥尔特云的天体。其实不然。这倒不是因为我们有能力观测到几千乃至几万天文单位之外的小天体，而是因为奥尔特云并不是一个界限分明的区域。少数奥尔特云天体的轨道离我们相当近，甚至能近到可被直接观测到的程度。2003年，美国帕洛马天文台（Palomar Observatory）的天文学家布朗（Michael Brown，他也是创神星的发现者之一）发现了一个临时编号为2003VB12（正式编号为90377）的海外天体，它的轨道远日点距离约为976天文单位，近日点距离也有76天文单位。这个天体的块头很大（否则就不会被发现了），直径约有1500千米，曾一度被当成第十大行星的候选者（当时阋神星尚未被发现）。天文学家们给它取了一个专门的名称：赛德娜（Sedna，因纽特神话中的海洋生物之神）。一般认为，赛德娜是属于内奥尔特云的天体〔2〕。除赛德娜外，还有一个我们非常熟悉，有些读者甚至用肉眼都曾看到过的天体——哈雷彗星——也被认为是有可能来自奥尔特云的。哈雷彗星虽然是一颗短周期彗星，但很多天文学家认为，它是从奥尔特云进入巨行星的引力范围后受后者的干扰才成为短周期彗星的。
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奥尔特云究竟有多大呢？今天的很多天文学家认为它的范围延伸到距太阳约50000天文单位的地方，但也有人像奥尔特当年一样，认为它延伸得更远，直到太阳引力控制范围的最边缘。这一边缘大约在距太阳100000～200000天文单位处，在那之外，银河系引力场的潮汐作用及附近恒星的引力作用将超过太阳的引力。（请读者想一想，我们为什么在提到银河系引力场时强调“潮汐作用”，而在提到附近恒星的引力场时不强调这一点？）如果那样的话，奥尔特云的外边缘应该就是太阳系的疆界了。
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不过，奥尔特云未必是太阳系疆界附近的唯一秘密。1984年，美国芝加哥大学的古生物学家劳普（David Raup）和塞普考斯基（Jack Sepkoski）在对过去两亿五千万年间地球上的大规模生物灭绝状况进行研究后提出，那种灭绝似乎平均每隔2600万年发生一次，而且有迹象表明其中至少有两次似乎与大陨星撞击地球的时间相吻合（其中最著名的一次被认为是发生在距今约6500万年的白垩纪末期，导致包括恐龙在内的大量生物灭绝）。同年，美国加州大学的物理学家马勒（Richard Muller）等人提出了一个大胆的猜测，认为太阳可能有一颗游弋在太阳系边缘的伴星，这颗伴星是一颗褐矮星或红矮星（褐矮星的质量约在木星质量的13～75倍之间，红矮星的质量约在木星质量的75～500倍之间），它距太阳最远时约有2.4光年（感兴趣的读者请根据上下文提供的信息，计算一下它离太阳最近时的距离）。这颗伴星每隔2600万年经过奥尔特云的一部分，在它的引力干扰下，大量的奥尔特云天体会脱离原先的轨道而进入内太阳系，其中个别天体会与地球相撞，从而造成大规模的生物灭绝。由于这颗伴星所起的可怕作用，它被称为内梅西斯（Nemesis），这是希腊神话中的复仇女神。如果太阳真的有这样一颗伴星，并且它真的有人们所猜测的那种作用，那它无疑是太阳系疆界附近最可怕的天体〔3〕。即便如此，我们也不必害怕，因为按照那些科学家的说法，地球上最近一次大规模生物灭绝大约发生在距今五百万年以前，那么下一次同类事件——如果有的话——就该是两千多万年之后的事了。那时假如人类还存在，想必该有足够的智慧来避免灾难。
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我们有关太阳系疆界的故事在这里就要与读者说再见了，但人类探索太阳系疆界的事业却远未结束，这样的事业有一个美丽的名字叫科学，她值得人们去做永生的探索。
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〔1〕奥尔特并不是最早提出彗星大本营概念的天文学家。1932年，爱沙尼亚天文学家欧皮克（Ernst Öpik）曾经提出过彗星来自太阳系边缘的一片“云”的假设。此外，早年曾有一些天文学家认为短周期彗星也来自奥尔特云，只不过是在接近内太阳系时受到巨行星的影响而被俘获成了短周期彗星。但具体的计算及模拟表明，小天体从遥远的奥尔特云进入并被俘获在内太阳系的概率非常小，不足以解释观测到的短周期彗星的数量。而且来自奥尔特云的新彗星的轨道倾角分布也与短周期彗星的倾角分布有着显著差异。因此后来人们放弃了这一假设（但个别短周期彗星——比如哈雷彗星——仍被认为是有可能来自奥尔特云）。
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〔2〕2000年，罗威尔天文台发现的一个临时编号为2000CR105（正式编号为148209），远日点距离约394天文单位，近日点距离约44天文单位的小天体也被认为有可能属于内奥尔特云，但争议较大。
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〔3〕需要提醒读者注意的是，有关太阳伴星的猜测目前只有很少的支持者，其学术地位远低于有关奥尔特云的猜测。
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