NASA超級計算機發現太陽系邊緣驚現奇特螺旋結構

奧爾特雲是位於太陽系邊緣、由冰質天體組成的神秘殼層。新研究表明,它可能有一對螺旋臂,使其看起來像一個微型星系。

截至目前,奧爾特雲的確切形狀以及它受太陽系外力量的影響方式仍然是個謎。現在,研究人員開發了一個新模型,表明奧爾特雲的內部結構可能看起來像一個螺旋盤。他們於2月16日在預印本服務器< a href="#">arXiv上發表了他們的研究結果,這意味着這項工作還沒有經過同行評審。

奧爾特雲起源於46億年前太陽系的巨行星(木星、海王星、天王星和土星)形成後未被利用的殘餘物質。其中一些殘餘物質非常大,可以被視爲矮行星。

當這些行星開始環繞太陽運行時,它們的運動使多餘的物質被拋到了遠在冥王星軌道之外的地方,也就是它們如今所在之處。奧爾特雲的內邊緣位於距離太陽大約2000到5000個天文單位(AU)處,其外邊緣位於10000到100000個天文單位之外。(一個天文單位大約是9300萬英里,即1.5億千米——大致是地球到太陽的平均距離。)

這意味着,即便美國國家航空航天局(NASA)的“旅行者1號”航天器目前以每天約100萬英里(160萬千米)的速度飛行,它在300年內也無法到達奧爾特雲,而且< a href="#">再過30萬年也無法飛出奧爾特雲。

這種極遠的距離意味着奧爾特雲中的天體過於微小、暗淡,而且移動速度太慢,以至於即使是最強大的望遠鏡也無法直接對其成像。我們關於奧爾特雲的大部分證據來自長周期彗星——由於受到引力擾動而從奧爾特雲被拋出、圍繞太陽運行的冰與塵埃“雪球”。

爲了更好地理解奧爾特雲可能的樣子,這項新研究的研究人員利用來自彗星軌道的信息以及來自太陽系內外的引力構建了一個奧爾特雲結構的模型。

理解奧爾特雲形狀的一個關鍵是“銀河潮汐”——恆星、黑洞和銀河系中心產生的引力,這些引力對奧爾特雲中的天體有着至關重要的影響,但對於更靠近太陽的天體來說,被太陽的引力掩蓋了。

當科學家們通過美國國家航空航天局(NASA)的昴宿星超級計算機運行這個模型時,它算出了奧爾特雲內部(人口最密集的區域,距離太陽1000到10000個天文單位)的一個結構,該結構類似於銀河系的螺旋盤。根據這個模型,奧爾特雲內部的旋臂兩端之間的跨度達15000個天文單位。

爲了通過觀測來證實這種結構,研究人員將需要直接追蹤這些天體,或者從所有其他背景和前景光源中分辨出它們反射的光線。這兩項任務都極其困難,而且還沒有任何資源專門投入到這兩項任務中。

但是研究人員認爲,如果我們想要了解彗星來自何處、我們的太陽系是如何演化的,以及奧爾特雲(Oort Cloud)對我們的宇宙鄰域的持續影響,開始尋找(奧爾特雲)可能是個好主意。