在外太陽系的混亂中，有一個令人吃驚的規律

3D模擬的外太陽系“星子”形成方式。Steward Observatory / University of Arizona / Li / Youdin An

太陽系起源於混沌。在那團圓盤狀的星雲中，亂石橫飛。沙粒聚合成石子，石子聚合成巨礫，巨礫聚合成行星。那些巨礫，亦即被稱為“星子”（Planetesimal）的，它們的直徑應當至少有1千米。大部分的星子已經成為了行星的一部分，也有一部分今天依然漂浮在寒冷的太空裡，被我們稱為“小行星”和“彗星”。

天文學家對於沙粒如何碰撞，如何進行化學反應，形成較大的顆粒，已經有了較為完備的掌握。但是對於從沙粒轉化而來的“小石子”如何繼續聚合，形成直徑1米左右的石頭，卻知之不多。

當前與此相關的主導性理論是所謂的“流體不穩定”（Streaming Instability）理論。科學家相信，在年輕恆星周邊的氣體中，顆粒較大的塵埃會通過相互影響，逐漸變大，最終導致它們在自身引力的作用下變成“星子”。但是這一理論是否正確卻很難驗證。幸運的是，太陽系為我們提供了一個現成的實驗室。

這個實驗室就是“柯伊伯帶”。“柯伊伯帶”距離我們相當遙遠。它是一塊幾乎沒有被驚擾過的“處女地”。在距離太陽較近的地方，木星的一度橫行，曾使小行星和彗星四處亂飛；而且內太陽系受太陽輻射的影響也十分嚴重。但是遙遠的太陽系邊陲，卻依然保留著太陽系40多億年前尚且年輕時的狀態。

最近一個科研團隊，在分析了哈勃太空望遠鏡和夏威夷凱克望遠鏡的數據之後發現，在這些地方，大部分的雙天體（類似於雙星）都在一條與行星方向相同的軌道上運行。這個看上去很小的發現，實際上很重要。因為它與許多天文學家認為的雙天體形成機制發生了矛盾。

通常人們簡單化地認為，雙天體是由於兩個小行星靠得太近，而被互相之間的引力俘獲的。但是該科研團隊通過對“流體不穩定”理論進行模擬後發現，在時間概率上，有80%的物質團塊，形成在與行星同向而行的狀態下。這個比例和他們觀測到的，與行星同向而行的雙天體比例是相同的。這可能表明這些雙天體生來就是“成雙成對”的。

雖然並不是所有雙天體的形成機制都是如此，但對於研究太陽系的起源，這可能是一個正確的方向。

相關的科研論文在文末的參考鏈接中。

參考：

Trans-Neptunian binaries as evidence for planetesimal formation by the streaming instability

https://www.nature.com/articles/s41550-019-0806-z