一顆經過的恒星可能是推動太陽係中三分之二以上不規則衛星形成的關鍵因素。這項新研究為解釋這些衛星奇特軌道提供了新思路。
太陽係的衛星種類繁多,尤其是木星和土星,前者擁有95顆已知衛星,後者則以146顆衛星傲視群雄。這些衛星,有的表現得十分規整,類似於如木星的伽利略衛星群,有著幾乎完美的圓形軌道,並且軌道平麵與母行星的赤道非常接近。這意味著它們大概率是在母行星形成過程中自然生成的。然而,另一些衛星卻顯得十分奇怪,例如土星的菲比,它不僅沿著傾斜的軌道繞行,而且運動方向與土星自轉的方向相反,這種現象被稱為“逆行”。更令人費解的是,像菲比這樣的“不規則衛星”在太陽係中數量多達規則衛星的三倍。科學家們多年來一直試圖弄清楚這些不規則衛星的來源。
太陽係的衛星謎團
對於這些不規則衛星的起源,科學家們曾提出了多種理論,其中最具代表性的是海王星遷移理論。根據西南研究所的行星科學家威廉·博特克的說法,早期的太陽係中,柯伊伯帶——一片由冰凍小行星和彗星組成的區域,距離太陽比現在近得多。
當海王星逐漸向外遷移時,它的引力影響攪動了柯伊伯帶中的天體,導致了柯伊伯帶天體的軌道不穩定,進而將許多小行星推向巨大行星的軌道。這些小行星中,一部分被木星、土星等捕獲,成為它們的衛星。
盡管這種解釋相對合理,但仍有一些不規則衛星的特性難以用它來解釋。部分不規則衛星呈現出非常紅的顏色,這是柯伊伯帶天體普遍的顏色特征,但許多不規則衛星並不完全符合這個模式。此外,這種理論無法解釋它們複雜的軌道類型。正因為如此,天文學家們一直在尋找更有力的解釋。
一顆“路過”的恒星
一項發表於《天體物理學雜誌通訊》上的新研究提出了一個截然不同的解釋:一顆曾經經過太陽係的恒星,可能是這些不規則衛星形成的罪魁禍首。研究由德國於利希超級計算中心的天文學教授蘇珊娜·法爾茲納帶領的團隊進行。她的靈感來自另一項研究,該研究顯示,一顆經過太陽係的恒星在太陽係形成早期對其產生了引力幹擾,從而將一些柯伊伯帶天體推向了巨行星,並最終形成了不規則衛星。
法爾茲納的靈感源自一項早期的研究,研究表明,一顆飛過太陽係的恒星可能將一些柯伊伯帶天體推向行星的軌道。這讓她開始思考是否有一顆恒星的經過,直接影響了太陽係中衛星的分布和形成。她與團隊通過大量的模擬,追蹤了一顆恒星經過太陽係時,如何影響柯伊伯帶天體的運動。
模擬結果顯示,假設這顆恒星的質量大約為太陽質量的四分之五,並且在距離太陽110個天文單位(約等於地球與太陽之間距離的110倍)處掠過,