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原作：AAS Nova

翻譯：李思綺

編排：趙書晨

后臺(tái)：李子琦

原文鏈接：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/the-sun-left-home-in-a-hurry/

通過探索太陽(yáng)系的邊緣，天文學(xué)家估算出我們的太陽(yáng)在出生之后與其兄弟姐妹一起生活了多久。

太陽(yáng)可能誕生于一個(gè)與疏散星團(tuán)NGC2002（上圖所示，由哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝）類似的星團(tuán)中。

圖注：NASA / ESA / 劍橋大學(xué)G. Gilmore；圖像處理：美國(guó)天主教大學(xué)/NASA Gladys Kober

通過模擬太陽(yáng)系早期飛越其他恒星時(shí)對(duì)太陽(yáng)系外圍天體的軌道的影響，天文學(xué)家哦已經(jīng)精確測(cè)算出太陽(yáng)誕生后與其姊妹恒星共處的時(shí)間范圍。

Born in Batches 成批次誕生

雖然太陽(yáng)如今在銀河系里單刀獨(dú)斗，但它的早期“童年”并非如此孤獨(dú)。實(shí)際上，太陽(yáng)很可能有很多兄弟姐妹——眾多恒星同時(shí)由同一片原始?jí)m埃云坍塌而成。因此，太陽(yáng)在青春期是與許多其他年輕恒星一起度過的。這些恒星個(gè)字沿著自己的軌跡飛馳，雖起初緊密相依，但終將各奔東西。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝到的一個(gè)年輕星團(tuán)，它們?nèi)园趶闹姓Q生的星云之中。

圖注：NASA / ESA / 格勒諾布爾第一大學(xué) G. Duchene；圖像處理：NASA/美國(guó)天主教大學(xué) Gladys Kober

盡管同源而生，這些“青春叛逆期”的恒星在相遇時(shí)卻毫不留情。當(dāng)兩個(gè)恒星靠近時(shí)，劇烈的引力擾動(dòng)會(huì)嚴(yán)重破話它們的原始行星系統(tǒng)。這不僅會(huì)攪亂里宿主恒星較遠(yuǎn)的天體的軌道，甚至有可能將它們徹底拋出系統(tǒng)。這些早起的互動(dòng)在我們太陽(yáng)系的邊緣留下了持續(xù)數(shù)十億年的傷痕，至今可見。

普林斯頓大學(xué)的阿米爾·西拉杰在其主導(dǎo)的探索中通過研究這些傷痕（或者他們?nèi)笔У木売桑﹣硌芯浚禾?yáng)起初有多少“兄弟姐妹”，而它又在它們身邊停留了多久呢？

Distance is Power距離即是力量

過去數(shù)十年間，有不少學(xué)者曾探討過這個(gè)問題，但西拉杰的團(tuán)隊(duì)帶來了新的突破：與其研究太陽(yáng)系里的巨星氣態(tài)行星或者柯伊伯帶的天體，他們專注于“遙遠(yuǎn)的類塞德娜天體“。這類稀有的天體迄今為止僅發(fā)現(xiàn)九個(gè)，囊括了太陽(yáng)系中最遙遠(yuǎn)的小行星：類塞德娜天體永遠(yuǎn)在距離太陽(yáng)40AU以外的地方，其軌道大部分時(shí)間在更遙遠(yuǎn)的400AU之外。然而有趣的事，他們所有的軌道基本上與八大行星處在同一個(gè)平面上，偏離黃道面的角度均不超過20度。

本研究涉及的若干遙遠(yuǎn)類塞德娜天體軌道示意圖。

圖注：日本國(guó)立天文臺(tái)

通過大量的數(shù)值模擬，西拉杰團(tuán)隊(duì)證實(shí)：這樣集中的軌道傾角意味著太陽(yáng)在脫離其誕生星團(tuán)的過程中并未遭受到劇烈的引力擾動(dòng)。通過模擬多種近距離飛越其他恒星對(duì)類塞德娜天體的影響，研究團(tuán)隊(duì)將太陽(yáng)誕生星團(tuán)的恒星數(shù)量與駐留時(shí)間的乘積約束在≤50億年/立方秒差距。若按照典型的星團(tuán)密度（100顆恒星/立方秒差距）計(jì)算，這表明太陽(yáng)僅僅用了5000萬年內(nèi)就脫離了星團(tuán)最密集、最危險(xiǎn)的區(qū)域。

需要強(qiáng)調(diào)的是，該結(jié)論假設(shè)類塞德娜天體在形成初期就立即進(jìn)入了當(dāng)前的軌道，而天文學(xué)家實(shí)際上并不確定這些天體抵達(dá)太陽(yáng)系邊緣的具體機(jī)制和時(shí)間。但若假設(shè)成立，那么這項(xiàng)研究將成為迄今為止領(lǐng)域里最準(zhǔn)確的數(shù)值范圍。隨著魯賓天文臺(tái)正式投入使用，未來幾年內(nèi)數(shù)值范圍將會(huì)越來越精確。

責(zé)任編輯：陳瑋菁

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