太阳系边缘证实潜伏木星大小黑色天体

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“塞丁泉”彗星，一位来自奥尔特云的客人，被宽视野红外巡天探测器发现于2010年1月。




太阳系示意图，其中包括奥尔特云。
　　美国路易斯安那大学行星科学家近日通过对一个多世纪的彗星观测数据进行分析后证实了此前提出的一个假设，即一个木星大小的黑色天体可能正潜伏于太阳系的外边缘，而且正在向地球方向抛出大量的冰和尘埃。

　　美国路易斯安那大学行星科学家约翰-马特斯表示，“我们已经积累了10年以上的数据来检验这种假设。为了进一步对假设进行检验，我们将观测的彗星数量提高了一倍。只有到现在，我们才能够检验到那里有一个木星质量大小的天体。”

　　早在1999年，马特斯和同事丹尼尔-怀特米尔就曾提出，太阳有一个隐藏的伴星，它将奥尔特云中的冰质天体不断地抛向太阳系内。奥尔特云是太阳系边缘的一个球状云团，里面充满了彗星。近期，马特斯和怀特米尔又对1898年以来的彗星观测数据重新进行分析，证实了他们最初的理论：从地球的角度能够看到的彗星，大约有20%都是来自一颗遥远的黑色行星。

　　更早以前，还有人提出一种概念，即一颗昏暗的褐矮星或红矮星(被命名为“复仇女神”)每3000万年左右都会抛出致命的彗星雨砸向地球。马特斯的理论也算是对这种概念的回应。不过，后来的研究表明，地球上物种大规模灭绝与“复仇女神”预言并没有直接联系，因此许多天文学家现在认为这一天体并不存在。

　　但是，马特斯表示，“我们开始问许多人，对于我们正在分析的现有数据，你希望能够推断出什么类型的天体？究竟是什么样的可能轨道使得它们如此靠近太阳，以至于我们都能够发现它们。”

　　形成彗核的宇宙雪球通常悬浮于奥尔特云中，直到它们的轨道被外力改变。马特斯认为，这种外部推力可能有三种来源。首先，银河系盘持续不变的重力可以将彗星从它们的冰质家园中拖出来并抛向太阳系中。其次，一颗路过的恒星可以将彗星从奥尔特云中震出来。第三种可能就是一颗更大的伴星，如“复仇女神”或“命运女神”，也可以将彗星从它们舒适的家园中吸引出来。电脑模型显示，在每一种假设中，彗星都会在太空中给出一个特征图。马特斯表示，“我们对这些图案进行了认真研究，并提出疑问，‘是否还有更多的关于一颗路过恒星引起彗星轨道变化的证据图案？’”

　　研究人员对小行星中心数据库中的大约100颗彗星的轨道进行了分析，并得出结论认为，生成于奥尔特云的彗星80%都是被星系引力推出来的。剩下的20%则需要一个遥远的天体的推动，这个遥远的天体质量可能是木星质量的1.4倍左右。马特斯表示，“比木星质量小的天体不可能强大到足以完成如此壮举。而如果它是比木星质量大得多的天体，如一颗褐矮星，那它产生的结果则远不止我们所推断的20%这一数据。”

　　然而，仍然存在一个问题。这一图案仅适用于来自球状奥尔特云外层的彗星，奥尔特云外层范围介于距离太阳的0.3光年到0.8光年之间。而来自奥尔特云内层的彗星则不会产生同样的图案。马特斯表示，“这就非常麻烦，它需要一个全新的动力学解释，即内层奥尔特云彗星是如何引人注目的。”

　　加拿大理论天体研究所行星科学家纳森-凯博表示，“我认为所有问题将在未来五到十年内解决。”马特斯认为，我们也许并不需要等得太久。像“命运女神”这样的天体现在已可以通过美国宇航局宽视野红外巡天探测器观测到。他表示，“我们预计，宽视野红外巡天探测器将会验证我们的推测。我们只需要耐心等待。”