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太阳伴星

涅墨西斯(Nemesis)是科学家们为解释地球周期性物种大灭绝的原因而假设出来的一颗太阳的伴星,该星是一颗红矮星或棕矮星,距离太阳50,000至100,000个天文单位,以希腊神话中的复仇女神涅墨西斯的名字来命名。该星目前尚未有证据证明其存在。

  • 中文名 涅墨西斯星
  • 外文名 Nemesis
  • 别称 复仇星
  • 分类 恒星
  • 质量 约0.1M☉(估测)

基本介绍

  涅墨西斯星又被称为复仇星,复仇星在其与太阳互相公转的轨道上,每隔约2600万年到达近日点时,周期性地通过其引力影响,改变奥尔特云内部彗星和小行星的运行轨道,导致部分彗星和小行星受引力影响进入内太阳系,其中进入内太阳系的除学西克伤修微只倍取固少数彗星和小行星受地球引力影响,被地球捕获木表操洲旧族,成为近地小行星(近地小行星绝大多数来源于小行星带),部分体积较大的彗星或小行星受地球引力作用,周期性的撞击地球,地球每一次遭受类似撞击,都会使地球内部环境发生剧烈变动,温度急剧上升,以至生物大规模从地球上灭亡。至于复仇星的形成,有人认为它与太阳同期形成,还有人认为它本是系外星体,后来受太阳引力影响,被太阳俘获。至于复仇星是否存在,它是一颗恒星还是一颗行星,到目前还是未知,来自因为目前缺乏复仇星存在的有力证据,天文学家们曾于1986年、1997年至2001年几次尝试寻找复仇星,但皆以失败告终。综上所述,所以关360百科于导致地球周期性物种大灭绝的彗星与小行星的来源问题,目前仍处于假说研究证甲述石实阶段。

伴星理论

  太阳可能存在伴星的理论最先由理查德·A·穆勒(Richard A. Muller)提出,因他发现地球上出现物种大灭绝的时间有周期性,平均2600万年爆发一次,所以去试图以此解释物种大灭绝的周期性。

  该伴星推断其公转周期为2600万年,在经过奥尔特云带时,干扰了彗星的轨道,使部分彗星进入内太阳系,从而增加了与地球发生碰撞的几率。现时,尚未有太前资阳存在伴星的证据,也使速月着女急观推跟得地球的周期性大灭绝原因饱受争议。

太阳伴星

  Matese和Whitman则指出,周期性大灭粮既齐很继眼绝的原因并不一定是太阳存在伴星,并提出可能是因为太阳系在银河平面上下摆动,并会好善白派象土殖井连确九摄动内奥尔特云 ,其影响与伴星存在的假设相似。但太阳系在银河系平面上下摆动周期仍有待观测 。

物理双星

  在天文学上,一般把来自围绕一个公共重心(公共重心位于对象天体以外)互相作环绕运动的两颗恒星称为物理双星;把看起来靠得很近,实际上相距360百科很远、互为独立(不作互相绕转运动)的两颗恒星称为光学双星(即视双星)。光学双星没有什么研究意义。物理双星是唯一能直接求得质量的恒星,是恒星世界中很普遍的现象。一般认为,双星和聚星(3~10颗恒星组成的恒星系统)占恒星总数的一半多。太阳作为一颗普通恒星,它是否也属于一种比较特殊的物理双星?这是近展控要殖冷影间张几年来,科学家非常免雨伤治关心的问题,这个问题是达烈计航供坏端提由地球上物种绝灭问题提出来的。

  在宇宙中约有一半以上的恒星是双星,我们把较亮的一颗称为主星,较暗的一颗称为伴星。由数颗恒星组成的聚星在宇宙中也占相当大的比例,而成单的恒星在宇宙只是少数。目前科学家们发现太阳朝某个方向加速运动,只用银河系总体对太阳的引力则不能很好解释这种加速运动现象,有的学者提出太阳的加速运动正是由某颗伴星吸引的结果,只是由功似本小台于它太暗或根本看不到,这种假说还认为,这颗伴星的质量与太阳的质量不相上下,它与太阳的距离比地球轨道远一千倍,即约1500亿千米,旋转周期长达10000年。

二者关系

  天文学家曾有过太阳具有伴星的想法是很正常的事。当人们发现天王星和七村海王星的运行轨道与理论还背西呀终激钢职同计算值不相符时,曾设想在外层空间可能另有一个天体的引力在干扰天王星和海王星的运动。这快红他啊叫防章己个天体可能是一颗未知的大行星,也可能是太阳系的另一颗恒星--太阳伴星,他有着一些自己的行星,其中第七颗与地球差不多大,第八颗是人类所说的尼比鲁,当然这是假说,尚未被证实。

  为了解释美国那两位古生物学家的发现,1984年,美国物理学家穆勒在和他的同事,共同提出了太阳存在着一颗伴星的假说留小止临毛。与此同时,另外的两位天体物理学研究令房了宽想据防投医者维特密利和杰克逊,也独立地提出了几乎完全相同本该理掌露味心矛的假说。

  穆勒在和他的龙风古皮独晶里座跳同事们讨论生物周期性绝灭的问题时说:"苗法苦征目供范势权先伟银河系中一半以上的恒星都属于双星系统。如果太阳也属于双星,那么我们就可以很容易解决这个问题了。我们可以说,由于太阳伴星的轨道周期性地和小行星带相交,引起流星雨袭击地球。"他的同事哈特灵机一动,说:"为什么太阳不能是双星呢?同时,假设太阳的伴星轨道与彗星云相交岂不是更合理一些?"于是,他们在当天就写出了论文的草稿。他们用希腊整开迫列轴穿际效促神话中复仇女神的名字涅墨西斯把这颗推想出来的太阳伴星称为"复仇星"。

  前面所提到的彗星云一般称为"奥尔特云",它是以荷兰天文学家奥错员失府龙殖维尔特的名字命名的绕日运行的一团太阳系碎片,奥尔特曾认为它距离太阳150,000天文单位,可能是一个"彗星储库",其中至少有1000亿颗彗星。由于太阳伴星在彗星云附近经过,引力影响使彗星运动轨道发生变化,因此引起彗星飞向地球黄离治没该,结果部分撞击地球,并引起地球上生存条件的变化。穆勒说,这种彗星而尔心级么信斯画剂所应雨可能持续100万年。这一观点与某些古生物学家设想物种绝灭并不是那么突如其来的意见是一致的。

  人们考虑到,如果太阳有伴星的话,在几千年中似乎却没有人发现过,想必它是既遥远又暗淡的天体,而且体积不大。这是很有可能的情况,因为在1982年~1983年,天文学家利用红外干涉测量法,测知离太阳较近的几颗恒星都有小伴星,这种小伴星的质量仅相当于太阳质量的1/15~1/10。此外,在某些双星中,确实还有比这更小的伴星存在着。

轨道推测

  自从太阳伴星--"复仇星"的假说公诸报端,科学家们开展了认真热烈的讨论。人们根据开普勒定律推算,若其轨道周期为2600万年,那么轨道的半长轴应该是地球轨道半长轴的88000倍,约1.4光年。

  1985年,美国学者德尔斯莫在假设"复仇星"确实存在的前提下,用一种新方法算出了这颗星的轨道。他首先对最近2000万年左右脱离奥尔特云的那些彗星进行统计、调查,对126颗这样的彗星及其运动作了统计研究,断言他的统计可靠性达95%。他确定,大多数这类彗星都作反方向运动,即几乎与太阳系所有行星运动的方向相反。根据这些彗星的冲力方向算出,在不到2000万年以前,奥尔特云从某一其他天体接受到一种引力冲量。他认为,这是由一个以0.2km/s或0.3km/s的速度缓慢运行的天体引起的,"复仇星是一种令人满意的解释"。

  德尔斯莫根据动力学算出,"复仇星"的轨道应该与黄道几乎垂直,它目前应该接近远日点,而它的方向应该是离开黄极5°左右。

  美国学者托贝特等计算了"复仇星"可能的轨道受"星际潮汐"(即太阳系以外的物质引力影响而产生的轨道变化)的影响。考虑到这颗星可以运行到离太阳很远的地方,很容易受到别的天体引力的影响。托贝特说,即使它原先的轨道很稳定,也不可能在从太阳系存在以来的46亿年中,轨道一直保持不变。许多研究者同意这样的看法:这颗轨道周期为2600万年的伴星的预期寿命至多为10亿年。这就意味着,它可能是在太阳形成之后很久才被太阳"俘获"的,或者就像有的科学家指出的那样:在"复仇星"刚形成时,它和太阳之间的联系要比现在紧密,其周期约为100~500万年,后来由于其他天体的引力"牵引"而外移到现在的轨道;这种外移最终会导致它脱离太阳的引力影响。

  为了寻找"复仇星",穆勒等人用大型天文望远镜拍摄了大约5000张北半球暗星的照片。他计划,每隔一段时期拍摄一次,比较一下哪些暗星存在较大的"自行",它们就是"复仇星"的候选星了。如果他们在北半球找不出这样的星体,他们还将探查南半球天空。一般认为,太阳伴星应属于一种较小的恒星--红矮星。可是,目前人们还没有南半球天空的红矮星表,观测上的困难是很多的。穆勒说:"如果他们找到了一颗近似的星体,接下来事情就好办了。"一旦从大海里捞出了这枚针,要证明这确实是那枚针就不难了。

相关疑问

  针对太阳系的现状,有一些天文学者认为,太阳伴星由于某种原因未能形成,而形成了八大行星及其卫星、小行星和彗星等等。美国天体物理学家韦米尔和梅梯斯的研究认为,尚未发现的太阳系第9颗大行星(经常写做X行星)可能是引起周期性彗星雨的原因。

  韦米尔他们是在把前人两个设想合并到一起后,创立出的这种新颖解释。这两个设想是:在冥王星轨道之外存在着X行星;以及认为在海王星之外的太阳系平面中可能有一个彗星盘或彗星带。在他们设计的一个模型中,X行星周期性地从上述彗星带近旁穿过,破坏彗星轨道,使大量彗星冲向太阳系内部。韦米尔说,这个理论的优点之一是X行星的轨道距离太阳要比"复仇星"近得多,因而将十分稳定。X行星轨道平面与太阳系平面成45°倾角,设想它每1000年沿轨道运行一周。但是它也会受到其他行星引力的牵引而引起轨道变迁,每隔2600万年,当其运行到接近上述彗星带时,就会触发一场彗星雨。

  美国科学家海尔斯综合了不规则地通过"复仇星"轨道的恒星的各种作用,估计出"复仇星"在过去的2.5亿年中,其轨道周期的变化应为15%。鉴于此,人们认为,不管是哪种情况,在"复仇星"的可能轨道上,所有的扰动都意味着天文钟的调谐并不那么精确,而如果这颗太阳伴星确实存在的话,人们不应该期望它触发彗星雨和引起大规模物种绝灭的周期十分精确。遗憾的是,至今缺乏更好的地质资料,尤其是陨石坑方面的资料,地球上的证据的不确定因素太大,以致于无法准确地说出"复仇星"天文钟的周期性能精确到什么程度。

  总而言之,根据科学家们的研究推测,太阳很可能存在或有过伴星,但是要找到它、证实它,确实是一件困难的事,人们期望着科学家们早日解开这个宇宙之谜。

  1846年,天文学家注意到天王星以一种与牛顿第一定律相矛盾的规律偏离正常轨道"摆动",这意味着科学家们只有两种选择:要么重写牛顿的物理定律,要么"发明"一颗新的行星来解释这种奇怪的重力拖曳现象,结果天文学家们发现了海王星的存在。

  今天,科学家们又遇到了相同的难题。路易斯安那大学的天文学家约翰·马特斯、帕特里克·威特曼和丹尼尔·威特米尔研究彗星轨道已有20多年的历史了,他们在研究了82颗来自遥远的奥尔特云的彗星轨道之后发现,这些彗星的运行轨道似乎都受到一个位于太阳系边缘、冥王星之外的巨型天体的引力影响,使它们的轨道都沿着一条带状分布排列,同时它们到达近日点的时间也会发生周期性变化。

  那么到底是什么影响了彗星的轨道呢?路易斯安那大学的科学家们提出惊人假设,他们认为最好的解释就是,在我们太阳系边缘的黑暗地带,存在着一颗从未为世人所知的太阳伴星--复仇星,也就是在我们的太阳系内拥有两颗恒星∶一颗是太阳,另一颗就是这颗仍未被现有太空望远镜探测到的可能是褐矮星的恒星--它跟太阳互相绕着彼此旋转。

  该观点立即引发了科学界的巨大争论,但路易斯安那大学的天文学家丹尼尔·威特米尔教授认为,这个惊人的假设完全是在统计学的基础上得出的。威特米尔教授对记者道∶"我们认为这是一颗褐矮星,但也可能是一颗质量是木星6倍左右的未知行星。我们之所以得出这样的结论,是因为没有任何其他理论可以解释彗星轨道的奇怪变化。"威特米尔称,如果它是一颗褐矮星的话,那么尺寸较小的它将无法像太阳那样进行核反应,它的表面将相对较冷;同时由于处在远离太阳的黑暗地带,它根本无法受到多少太阳光的照射,几乎不会有任何光线反射出来,以至于在冥王星发现后的70多年里,天文学家至今没观测到它的存在也是很正常的事。

  此外,路易斯安那大学的科学家们还将包括恐龙灭绝在内的地球物种灭绝都归咎于这颗神秘伴星的"作祟",美国科学家们为此提出了"复仇女神"理论。威特米尔教授等人认为,这颗潜伏在黑暗之处的太阳伴星,可能正是给地球带来物种灭绝、包括6500万年前恐龙灭绝事件的罪魁祸首。科学家认为,这颗褐矮星的运行速度十分缓慢,它的运行轨道每隔3000万年会定时冲入彗星密集的奥尔特云中,巨大的引力会将奥特星云中的一些彗星"拽"出来,将它们送往近日轨道,包括与地球擦肩而过,其中一些彗星则会撞到地球上,造成大规模物种灭绝。路易斯安那大学的科学家认为,地球上的物种大约每3000万年就会灭绝一次,这个灭绝周期之所以像时钟一样精确,正是因为这颗黑暗的太阳伴星每隔3000万年就会进入奥特星云,巨大的引力使得成批的彗星偏离轨道冲向地球,成为"灭顶灾星"。

  路易斯安那大学的天文学家们测算,这颗黑暗中的星体大约在距太阳3万亿英里的地方运转(即距离太阳约半光年)。

相关信息

  美国NASA于2003年8月25日在佛罗里达州的卡纳维拉尔角向太空发射了一部红外线太空望远镜,这部红外天文望远镜可以验证路易斯安那大学科学家们的惊人推断是否正确。因为如果这颗神秘太阳伴星"复仇女神"的确存在的话,那么这部新一代的红外线太空望远镜将可以捕捉到它的身影。据法新社报道称,这部望远镜耗资高达12亿美元,具有比以往天文望远镜更强大的功能,可以观测到宇宙中充满尘埃的黑暗角落,以及现有天文望远镜根本无法察觉到的黑暗星体。

发现

  恐龙绝灭随着现代考古学的进展和放射性同位素测定年代的技术应用于考古学,人们发现,在过去的6亿年中,地球上至少发生过5次大的和几次小的生物绝灭。譬如,其中主要的有5亿年前的寒武纪物种大灭绝,导致三叶虫类生物从地球上消失;2.51亿年前二叠纪生物大灭绝,约有90%以上的海洋生物绝种;大约在6500万年前的白垩纪末期,恐龙以及70%的动植物种灭绝。

  引起这种大规模物种绝灭的原因是什么呢?有些科学家指出,这是由于地壳板块的漂移,形成大地震和造山运动,新的大陆和海洋出现,引起生物环境的变迁,物种因此而发生大规模绝灭。这个理论的问题在于,大陆板块漂移是较慢的,而且是不间断的,为什么物种大规模绝灭带有突发性,即似乎是"一下子"就被毁灭了呢?1977年,美国地理学家阿瓦兹与它的父亲--诺贝尔物理学奖获得者路易斯,提出了恐龙绝灭与白垩纪末期的陨石雨有关的假说,其中提到可能有一颗小行星碰撞地球导致恐龙绝灭。

  1984年,美国的两位古生物学者,对地球上物种绝灭情况作了统计分析研究,结果发现,在过去的2.5亿年中,生物灭绝似乎有一定的规律:约每隔2600万年出现一次绝灭高峰期。如此准确的周期性意味着什么呢?人们根据古生物学者推算出的生物灾难期,对地面大陨石坑形成年代进行了考察,发现在生物灾难期间形成的陨石坑,比其他年份多得多。有的天文学家认为,这可能是由于彗星周期性地轰击地球而引起的。因为在银河系平面中,宇宙尘埃比较密集,当太阳带领太阳系"全体成员"经过此平面时,宇宙尘埃就会扰动彗星云,引起彗星轰击地球,导致生物的大规模绝灭。

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