美国宇航局 (NASA) 超级计算机揭示了太阳系边缘奇怪的螺旋结构

360影视 2025-02-24 16:14 2

摘要:到目前为止,奥尔特云的确切形状以及它如何受到太阳系以外的力量的影响,仍然是个谜。现在,研究人员开发了一个新模型,表明奥尔特云的内部结构可能看起来像一个螺旋盘。他们于 2 月 16 日在预印本服务器 arXiv 上发布了他们的发现,这意味着这项工作尚未经过同行评

旅行者 1 号探测器进入奥尔特云的艺术家插图。 (图片来源:Science Photo Library/Alamy Stock Photo)

新的研究表明,奥尔特云——太阳系边缘的神秘冰壳——可能有一对螺旋臂,使其看起来像一个微型星系。

到目前为止,奥尔特云的确切形状以及它如何受到太阳系以外的力量的影响,仍然是个谜。现在,研究人员开发了一个新模型,表明奥尔特云的内部结构可能看起来像一个螺旋盘。他们于 2 月 16 日在预印本服务器 arXiv 上发布了他们的发现,这意味着这项工作尚未经过同行评审。

奥尔特云最初是太阳系巨行星(木星、海王星、天王星和土星)在 46 亿年前形成后未使用的残余物。其中一些残骸非常大,可以被认为是矮行星。

当这些行星开始绕太阳旋转时,它们的运动将多余的物质踢出了它们今天所在的冥王星轨道。奥尔特云的内边缘距离太阳大约 2,000 到 5,000 个天文单位,其外边缘位于 10,000 到 100,000 天文单位之间。(一 AU 大约是 9300 万英里,或 1.5 亿公里——大约是从地球到太阳的平均距离。

这意味着,即使以目前每天约 100 万英里(160 万公里)的速度,NASA 的旅行者 1 号航天器在 300 年内也不会到达奥尔特云,也要再过 300,000 年才会离开。

这个极端的距离意味着云中的天体太小太暗——而且移动得太慢——即使是最强大的望远镜也无法直接成像。我们的大部分证据来自长周期彗星——由冰和尘埃组成的“雪球”,在引力扰动的作用下从云层中喷出,绕太阳运行。

奥尔特云及其旋臂。(图片来源:Nesvorný et al.)

为了更好地了解奥尔特云的样子,这项新研究背后的研究人员利用来自彗星轨道的信息和来自太阳系内外的引力来构建奥尔特云结构的模型。

理解奥尔特云形状的一个关键是“银河潮汐”——恒星、黑洞和我们银河系中心的拉扯,对奥尔特云的天体有至关重要的影响,但对于更靠近太阳的天体,它们会被我们恒星的引力所掩盖。

当科学家们通过 NASA 的 Pleiades 超级计算机运行这个模型时,它为云的内部(人口最稠密的区域,距离太阳 1,000 到 10,000 天文单位)吐出了一个结构,类似于银河系的螺旋盘。根据该模型,这个内部奥尔特云的臂从头到尾延伸 15,000 天文单位。

为了通过观察来确认这种结构,研究人员需要直接跟踪这些物体,或者从所有其他背景和前景光源中挑选出从它们反射的光。这两项任务都非常困难,还没有任何专门用于它们的资源。

但研究人员认为,如果我们要了解彗星来自哪里,我们的太阳系是如何演变的,以及云对我们的宇宙邻居的持续影响,那么开始寻找可能是个好主意。

来源:科学留声机

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