摘要：奥尔特云是位于我们太阳系遥远处的一大片冰冷天体，这里展示了纽约市海登天文馆（Hayden Planetarium）的节目《银河系的相遇》（Encounters in the Milky Way）的一个场景，该节目引发了对云形状的意外发现。

奥尔特云是位于我们太阳系遥远处的一大片冰冷天体，这里展示了纽约市海登天文馆（Hayden Planetarium）的节目《银河系的相遇》（Encounters in the Milky Way）的一个场景，该节目引发了对云形状的意外发现。

美国有线电视新闻网 （CNN—一个偶然的发现可能会改变我们对太阳系中最神秘的结构之一的看法。

奥尔特云是一大片围绕太阳旋转的冰冷天体，距离是海王星轨道的 1000 倍，人们普遍认为它是球形的——尽管它从未被直接观测到过。

但是，在周一在纽约市海登天文馆（Hayden Planetarium）首播的名为《银河系的邂逅》（Encounters in the Milky Way）的节目前期制作期间，天文馆圆顶上的投影揭示了奥尔特云中奇怪的东西：一个螺旋。

策展人在 9 月测试了一个场景，其中包括地球天体邻域的详细视图——从太阳到太阳系的外缘——当他们看到这个结构时，他们感到很惊讶，它看起来巧合地类似于我们自己的螺旋星系。

“我们在现场点击了比赛，我们立即看到了它。它就在那里，“美国自然历史博物馆（American Museum of Natural History）的天体物理学家、展览策展人杰基·法赫蒂（Jackie Faherty）回忆道。“我很困惑，觉得这太奇怪了。我不知道这是不是人工制品，我不知道它是不是真的。

在节目中的一个场景中，在太阳后面可以看到螺旋结构，当科学家和动画师在前期制作期间看到它投影在天文馆的圆顶上时，他们感到惊讶。为了进行调查，Faherty 联系了科罗拉多州博尔德市西南研究所的研究所科学家 David Nesvorny，以及为现场提供科学数据的 Oort Cloud 专家。

“它不是我们创造的——大卫创造了，”Faherty 说。“这是 David 的模拟，它以物理学为基础。它有一个完全很好的物理解释来解释为什么它应该在那里。

起初，Nesvorny 怀疑是人为的——数据可视化中的异常或扭曲——但当他查看了自己的数据后，他证实了螺旋的存在，并最终于 4 月在《天体物理学杂志》上发表了一篇关于这一发现的科学论文。“发现事物的方式很奇怪，”他说。“经过多年的研究，我应该更了解我的数据。”

1950 年，荷兰天文学家扬·奥尔特 （Jan Oort） 首次提出奥尔特云的存在，他将其想象成一个冰冷的物体壳，从最远 1.5 光年的距离围绕太阳旋转。据美国宇航局称，该云是我们太阳系中最遥远的区域，延伸到下一颗恒星的一半。

它由太阳系形成过程中的残留物组成，这些残留物在行星形成后被行星散布到各个方向。这意味着奥尔特云中的许多冰天体与太阳系本身不共享同一轨道平面，而是以不同的倾角移动，这就是为什么奥尔特云被描绘成一个球体的原因。如果这些冰天体中的一个向内抛向太阳，热量就会开始蒸发体内的一些物质，形成一条尾巴——我们称之为彗星。

“每隔一段时间，这些冰冷的天体就会进入太阳系内部，我们可以看到它们所在的轨道，”法赫蒂说。“它们位于这些非常疯狂的长轨道上。它们可能需要数百万年才能绕太阳运行。当它们进入时，它们可以帮助我们了解它们可能来自多远的地方。

试图想象奥尔特云是什么样子的问题在于，科学家们从未见过它，尽管从技术上讲，我们被它包围着。这是因为组成它的天体很小——直径不到 60 英里（97 公里）——尽管它们的数量可能达到数万亿，但它们距离很远，这使得用望远镜进行观测变得困难。

这个螺旋线隐藏在 Nesvorny 的数据中，因为他从未想过以三维方式可视化它。“我从来没有用笛卡尔坐标看过它——我没有充分的理由这样做，”他说。“但一旦你这样做了，它就很明显了。它就在那里。

为了证实这些发现，Nesvorny 使用了世界上最强大的计算机之一，即 NASA 的 Pleiades 超级计算机，来运行需要数周才能完成的模拟。

“我想，也许只是这个特定的模拟（我给天文馆）显示了它，而所有其他与其他恒星相遇、其他参数的模拟都不会显示它，在这种情况下，它不会那么有趣，”他说。“但是所有的模拟，我拥有的所有模型，都显示了螺旋。”

他说，它在那里的原因是，奥尔特云中的物体离太阳的引力足够远，以至于它们也开始受到银河潮汐的影响——我们银河系的引力场，由恒星和其中的暗物质施加。这个磁场通过扭曲它们的轨道平面来作用在奥尔特云中的小天体和彗星上，形成一个螺旋。

内斯沃尼补充说，螺旋线位于奥尔特云的内部，离我们最近，他仍然认为外部是球形或贝壳形的。

尽管最近在智利上线的强大望远镜 Vera C. Rubin 天文台可以通过发现和观察云中的单个冰天体来提供帮助，但观测奥尔特云的问题仍然存在。然而，根据 Nesvorny 的说法，望远镜可能会发现数十个这样的天体——而不是产生有意义的螺旋可视化所需的数百个。

Vera C. Rubin 天文台位于智利拉塞雷纳附近的 Tololo 山，将在其为期 10 年的任务中勘测夜空，并可能大大扩展科学家对奥尔特云的了解。

法赫蒂说，螺旋理论有助于阐明我们太阳系的动力学。“如果你要提出一个关于太阳系如何演化的理论，你应该考虑它们的结构中可能有的形状，”她说。“也许彗星帮助将水输送到地球。也许生命的组成部分可能存在于奥尔特云中，所以如果你想谈论围绕我们太阳系的潜在生命组成部分，你需要了解它的形状。

她补充说，能够在一个面向公众的节目中展示如此新的科学是一个“梦想”。“我真的相信天文馆，圆顶本身，就是一种研究工具，”法赫蒂说。“我想说，这是一门还没有来得及进入你的教科书的科学。”

这个螺旋式发现是一个很好的例子，说明我们可以通过以新的方式可视化宇宙来学到多少东西，耶鲁大学（Yale University）天文学助理教授玛琳娜·赖斯（Malena Rice）说，她没有参与这项研究。

“这一结果重塑了我们对家乡太阳系的心理形象，同时也为太阳系外的奥尔特云可能是什么样子提供了新的感觉，”赖斯补充道。“它将我们的太阳系模型与我们对更广泛星系的了解结合起来，将其作为一个动态系统置于上下文中。我们不是一成不变的，也不是孤立的——我们的太阳系是由更广泛的生态系统塑造的，奥尔特螺旋就是一个例子。

英国卡迪夫大学（Cardiff University）名誉讲师、天体物理学家爱德华·戈麦斯（Edward Gomez）说，虽然这篇论文很有趣，但它几乎完全是理论上的，因为它是基于对太阳引力与银河系其他运动的引力之间相互作用的数值模拟。他也没有参与这项研究。

“长周期彗星以一系列角度进入太阳系内部，作者试图利用他们的旋臂想法来建模，”戈麦斯在一封电子邮件中说。“他们提出的可能是真的，但也可以由奥尔特云的其他形状或物理过程来建模。如何测试这是他们的主要问题，因为人们只知道少数潜在的奥尔特云天体。

荷兰莱顿大学（Leiden University）数值恒星动力学教授西蒙·波尔吉斯·兹瓦特（Simon Portegies Zwart）指出，确认这些发现将是一个挑战，他不是这项研究团队的成员。“有趣的是，他们发现了这个螺旋，（但）在可预见的未来，我们似乎不太可能目睹（它），”他说。

他补充说，如果运气好的话，维拉鲁宾天文台将探测到几百个奥尔特云内部的天体，但只有在发现更多天体后才能看到螺旋形：“因此，它似乎不太可能是一个明显可探测的结构。

来源：人工智能学家