彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

2 個回答
人类的方向
2019-03-23

在我們太陽系的外圍,是一個被叫做奧爾特雲的東西,如果說我們的太陽系是一個雞蛋,那麼奧爾特雲就是雞蛋的蛋殼。不過要把奧爾特雲當做太陽系的邊緣的話,那麼太陽系這個“雞蛋”縱橫將達兩光年。
彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

奧爾特雲是太陽系中的彗星主要來源地,有很多彗星就出入於奧爾特雲和太陽之間,天文學家們估計奧爾特雲中包含著一千億顆彗星,總質量大約相當於100個地球的物質,這些彗星主要有塵埃和水冰組成,因此又有人稱奧爾特雲是太陽系的“冰庫”,它們在太陽系形成初期就存在了,是50億年前形成太陽及其行星的星雲之殘餘物質,幷包圍著太陽系。
彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?
彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

目前我們還無法觀測奧爾特雲到底是個什麼樣子,因為它還只能算是一種假說,這一概念被提出後,對於它的形成和狀況有不同學說論述,一般認為奧爾特雲中不少經常回歸的彗星其實是在比柯伊柏帶更接近太陽的地區形成的,但由於它們經常被木星等大行星的引力影響,被逐出太陽系內部,但是由於受到太陽引力的影響,所以它們擁有極為橢圓或拋物線狀的軌道,可以往來於內外太陽系,並且主要在太陽黃道面活動。
彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?
彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

但是大部分的奧爾特雲物質都散佈於太陽系的最外層,又被附近的恆星引力攝動,這使得奧爾特雲整體變為圓渾,並能長期處於太陽的遠方,大致呈雞蛋殼狀包裹太陽系。
彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

奧爾特雲是彗星集中地,有些彗星從那裡到達太陽附近需要經歷千餘年時間,比如著名的池谷關彗星,但是有些長周期彗星耗時可能長達數百萬年。不過奧爾特雲中也可能存在一些個頭和質量較大的天體,比如塞德娜小行星,它就被認為可能是屬於奧爾特雲內層的天體(一說屬於柯伊伯帶天體),而推論認為存在的第九大行星也被認為屬於奧爾特雲天體,它圍繞太陽運行一週需要一兩萬年。
彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

时空通讯
2019-03-30

彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

奧爾特雲還是一個假想的存在,因為人類還無法到達那個地方,我們飛得最遠的探測器也至少還要1萬多年才能夠到達那裡。

人類現在飛的最遠的探測器是旅行者1號,它已經在太空中飛了40多年,距離我們已經216億多公里了,現在以每秒17公里的速度向太陽系外飛去,而假想的奧爾特雲距離我們約50000~150000個天文單位(一個天文單位約1.5億公里),也就是7.5萬億~22.5萬億公里。

奧爾特雲不是一個天體,而是一個包裹著太陽系的彗星雲。這個名稱是由於20世紀50年代荷蘭天文學家奧爾特研究提出太陽系外圍可能存在這麼一個結構,故而稱為“奧爾特雲”。

所謂雲也就是多的意思,有人認為,這裡的彗星多達上千億乃至上萬億顆。其實在這麼一個巨大的空間,即使有這麼多的彗星,也是稀稀鬆鬆的,每一顆彗星都會相隔千萬乃至上億公里以上,如真的是密密麻麻的雲狀,太陽系豈不早就被遮蓋了,還能夠看到遙遠星系和恆星?彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

奧爾特雲這個彗星集散地成一個球狀包裹著太陽系,與太陽系行星、衛星、矮行星以及柯伊伯帶小天體存在位置是不同的。

後者幾乎都是在黃道面上下活動,形成一個巨大的盤狀,維繫著恆星形成時的恆星吸積盤形狀;而奧爾特雲卻呈一個球狀包裹著太陽系。

那麼為什麼這個奧爾特雲帶會形成這樣一個特殊的圓球形呢?

科學界主要的解釋是,奧爾特雲的主要成分是50億年前太陽系形成時一些殘留水汽等細小物質,被太陽風吹遠後在寒冷中凝結成冰凍天體,後被形成的大型氣態行星(木星、土星、天王星、海王星)引力所彈射,將它們逐出了太陽系內部,使這些小天體形成了極為橢圓的拋物線軌道,漂流在太陽系的最外層空間。

其實彗星帶有兩個層次,有人把它分為內層和外層。內層形成了柯伊伯帶,這部分天體雖然遠離太陽,在八大行星軌道之外很遠處,但依然在太陽引力絕對控制下,因此只是散佈在黃道面附近形成一個盤狀;而距離很遠在太陽系邊際的奧爾特雲帶,是外層彗星天體,太陽引力在那裡已經很微弱,附近恆星的引力攝動已經影響了這些天體,因此這些彗星就散佈成為一個球形。彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

現在科學界對奧爾特雲也還沒有一個完整統一的認識,因此奧爾特雲帶還是一個猜想。

最早人們只是發現了來自柯伊伯帶(冥王星外圍)的彗星,後來才發現有來自更遙遠的彗星,由此形成了奧爾特雲距離遙遠的猜想。現在對這個距離也還有很多說法,有的認為在距離太陽2000天文單位就開始了,遠的達到50000天文單位;有的則認為遠處達到150000天文單位。

這個猜想形成的主要依據有兩個:一是根據太陽的引力影響半徑,普遍認為有1~2光年,因此在這個範圍,必然有小天體存在;二是根據幾十年得天文觀測和發現,長周期彗星橢圓軌道遠日點很多都在5~10萬天文單位之間。

比如有一顆叫池谷-關的彗星,到達近日點時速度為每秒500公里,運行週期需要1000多年,因此軌道達到16萬億公里以上。而且這顆彗星的週期還算短的,運行週期長的達到幾百萬年。彗星的故鄉奧爾特雲是個什麼樣的天體?

歸納一下,現在科學界對奧爾特雲的存在和狀態依然有分歧,但多數認為在太陽遙遠的邊際有一個巨大的“水庫”或者“冰山”,那裡是彗星誕生的“故鄉”。

那個地方看到的太陽還沒有天狼星那麼亮,寒冷異常,溫度靠近絕對零度。這座“水庫”或“冰山”的總質量在5~100個地球大小,也就是差不多一個土星質量大小。

在那座“水庫”或者“冰山”裡源源不斷的製造著大大小小的彗星,大的直徑有幾十公里,小的只有幾十米,有幾千上萬億顆,散佈在距離我們0.8光年~2.4光年跨度達1光年左右的半徑裡,成一個球狀包裹著太陽系。

那裡的彗星雖然很多,但每年只有5、6顆進入人類眼界,這些彗星到達太陽附近幾億公里時,才能夠被人類觀測到。

這就是猜想中奧爾特雲的樣子。

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