根据科学家的研究得知,我们的太阳是银河系中一颗普通的黄矮星,它的诞生过程与宇宙中所有恒星一样,都遵循着相同的物理规律,太阳的起源能够追溯到一个直径约65光年的巨分子云,这片主要由氢(71%)、氦(27%)和重元素(2%),组成的星云中,每立方厘米仅仅含数百个粒子,温度低至-263摄氏度,附近超新星爆发的冲击波对这片星云进行了扰动,当某个区域质量达到临界值(约太阳质量的200倍)时,引力开始占据主导。计算表明,初始坍缩速度约0.2km/s,随着密度增加,中心区域在10万年内收缩到0.1光年范围,温度升至2000K,形成了原恒星雏形。在坍缩过程中,角动量守恒导致99%的物质形成直径约200AU的吸积盘(1AU=地球到太阳距离),中心原太阳以每年约10^-7太阳质量的速率吸积物质。
此时核心温度约100万K,尚未达到氢聚变条件,能量主要来自引力势能转化。数值模拟显示,这个阶段持续了约5000万年。在太阳形成的同时,剩余的星云物质围绕着太阳旋转,形成一个扁平的盘状结构,称为原行星盘,盘中的物质分布并不均匀,在引力作用下,一些区域的物质逐渐形成小的团块,这些小团块通过不断吸引周围的物质,逐渐增大形成行星胚胎,在太阳系的不同区域,由于温度和物质成分的差异,形成了不同类型的行星,靠近太阳的区域,温度较高,只有金属和岩石等物质能够凝聚,形成了水星、金星、地球和火星等类地行星,在远离太阳的区域,温度较低,冰物质也能够凝聚,形成了木星、土星、天王星和海王星等气态巨行星。
经过漫长的演化过程,行星不断清除其轨道附近的剩余物质,太阳系逐渐形成了现在的格局,各大行星在各自的轨道上稳定运行,围绕太阳公转,在2020年的时候,哈佛大学的科学家提出了一个猜测,认为我们的太阳系可能存在两颗恒星,另一颗就潜伏在太阳系边缘,这种双星系统在宇宙中并不稀奇,事实上银河系里半数以上的恒星都有伴星,宇宙中双星系统的形成过程比较复杂,一些学者认为,分子云在引力作用下坍缩时,由于角动量守恒,会形成一个旋转的盘状结构,物质会聚集形成多个密度较高的区域,这些区域最终会分别形成两颗恒星,从而形成双星系统。
比如说在一些恒星形成区域,科学家观测到了很多年轻的恒星系统,其中一些就是双星系统,它们周围还存在着尚未完全消散的气体和尘埃盘,这为共同形成理论提供了证据。除了这个猜测之外,还有的学者认为,恒星在运动过程中也可能会捕捉到其它的恒星,一颗单独形成的恒星在空间中运动时,可能会接近另一颗恒星或其周围的物质云,如果两者之间的引力作用足够强,就有可能将对方捕获,形成双星系统,而传说中太阳的伴星,很可能就是天文学家一直都在寻找的第九大行星。它隐藏在奥尔特星云当中,奥尔特星云其实是一个包围着太阳系的假想球形云状天体群,距离太阳非常遥远,其内部可能含有数万亿个天体。
这个区域主要由冰组成,如甲烷、乙烷、一氧化碳等。它被认为是长周期彗星和哈雷型彗星的来源,并且可能在太阳系形成早期就已存在。科学家是通过对彗星的研究发现奥尔特星云的。20世纪初,人们意识到彗星有短周期和长周期之分,长周期彗星轨道大且等向分布。1932年,爱沙尼亚天文学家恩斯特·奥皮克提出长周期彗星来自太阳系外层边缘云团。1950年,荷兰天文学家奥尔特通过对19颗长周期彗星半长径的统计分析,提出在距太阳2万至15万天文单位的空间区域存在原彗星云区,那里有大量小天体,是长周期彗星的发源地,这些彗星受恒星摄动等影响会进入太阳系内部,该假说后来被广泛接受,原彗星云区也被称为“奥尔特云”。
虽然现代成像技术无法直接观察奥尔特云,但科学家通过对长周期彗星的观测和轨道计算,以及对太阳系形成和演化的理论研究,不断加深对奥尔特云的认识。这颗潜伏在太阳系的伴星被称为复仇女神星,曾经《自然》杂志第308期刊登过一篇名为“周期性彗星爆引发物种灭绝”的文章,大意就是说潜在的太阳伴星会周期性干扰奥尔特星云的彗星群,让它们撞向地球引发灭绝事件,比如6500万年前的小行星撞击地球事件,并不是孤立的小行星撞击地球,而是一系列有规律的生物大灭绝事件。科学家把地球近2.5亿年的历史都囊括在内,发现这期间的生物灭绝周期都在2600万年左右。
简单来说就是每隔2600万年就会受到外界干扰引发物种灭绝,为了解释这种周期性灾难,生物学家想到了天文学家提出的太阳伴星假设,计算机模拟结果显示:如果要保持2600万年的周期,复仇女神星的偏心率必须为0.7,这样一来它和太阳的平均距离将是8.8万个天文单位,也就是地球到太阳距离的8.8万倍,远日点能达到2.4光年,几乎已经出了奥尔特云了。在这种情况下每隔2600万年,这个肉眼看不见的太阳伴星就会进入奥尔特云内,届时它距离地球只有2.6万个天文单位,同时奥尔特云内的彗星们也会因为这颗伴星的靠近而引发混乱,突然改变的引力将把这些彗星推到太阳系内部,朝着地球等行星们冲去。
从哈勃望远镜和韦伯望远镜观测到的系外恒星系来看,如果复仇女神星存在,那么它将属于最小的恒星,即和比邻星类似的红矮星,它的质量最大也就是太阳的12%左右,因为原始太阳星云的绝大部分质量都在太阳身上,伴星能获得的氢元素很有限。所以它和太阳之间的质量还是有很大差别的,按照科学家的理论来计算,再过大约1500万年左右,复仇女神星的引力才能够对奥尔特星云中的彗星群产生巨大影响,并且对地球等行星造成潜在威胁,看到这里,可能很多人会产生一个疑问,为什么我们观测不到这颗恒星?对此有一些学者认为,如果太阳的这颗伴星是褐矮星或者红矮星等低质量、低光度的天体。
那么它们本身就不怎么发光发热,比如说褐矮星表面温度只有530摄氏度到1700摄氏度之间,发出的光线很暗,而且这些天体可能会被星际尘埃和气体所遮挡,进一步降低了其可见度,太阳的伴星公转周期长达2600万年左右,这意味着它大部分的时间都处于距离太阳很远的地方,在远离太阳的过程中,其与太阳的夹角不断变化,使得观测角度也变得非常困难,虽然现在人类的科技在不断提升,但是想要观测到如此遥远、暗淡且轨迹特殊的天体依然具有很大的挑战性。目前人类对太阳系边缘的了解还不是很多,尽管我们已经发射了各种探测器,但是木星、土星、天王星、海王星等太阳系边缘行星。
我们对其很多现象的理解都停留在假说上,对冥王星以及柯伊伯带、奥尔特星云的了解更是少之又少,目前太阳伴星还处于理论当中,靠的是数学模拟和间接推测,奥尔特星云的彗星分布和第九行星轨道异常是主要线索,但是没有直接的办法证明他的存在,科学家用计算机重现了太阳诞生的场景,发现双星模型确实能更好地解释外太阳系的结构,比单星模型多捕获2到3倍的物质,但是伴星如果真的已经走了几十亿年,我们也很难在银河系数千亿颗恒星里找到它。如果说太阳系真的存在一颗伴星,那么它不仅仅会影响太阳系的历史,还可能会对人类未来产生影响,所以人类需要尽快寻找到这颗恒星才行。
不过即使按照彗星撞击地球的周期来看,也需要再过1500万年的时间,对于人类来说,这么漫长的时间已经足够了,要知道人类文明从诞生到现在仅仅过去了几千年的时间,在如此短暂的时间内,人类已经站到了地球食物链的顶端,这说明人类科技发展的速度很快,可能再过几百年或者是几千年的时间,人类已经能够拥有星际航行的能力,并且能够移民到其他星球,现在科学家已经在宇宙中发现了很多类似地球的行星,这些行星基本上都处于太阳系之外,如果人类真的能够移民到这些星球上面,那么人类文明就能够长久的发展下去。希望人类能够早日实现自己的梦想,能够长久的在宇宙中发展下去,对此,大家有什么想说的吗?