太阳有个孪生兄弟?每2600万年一次的生物大灭绝可能与它有关

2023-04-28 来源:飞速影视
生物学家发现,在过去5亿年的生物灭绝事件中,地球上大约每隔2600万年就会迎来一次生物大灭绝,置信度高达99%。
对于这一发现,天文学家丹尼尔·P·惠特米尔和阿尔伯特·A·杰克逊四世经过讨论后,提出了一个大胆的假说:太阳可能有一个人类未曾发现的“孪生兄弟”,也就是伴星。

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他们进一步推测,这颗伴星的运行轨道非常扁平,它大约每隔2600万年就会周期性地返回一次,每次都会给地球上的生物带来毁灭性的灾难。
太阳的这个“孪生兄弟”被天文学家命名为涅墨西斯星,涅墨西斯是希腊神话中的复仇女神,因此涅墨西斯星又被称为复仇星、黑暗伴星。涅墨西斯星是一颗红矮星,或者棕矮星,它距离太阳大约5万至10万个天文单位。天文学家根据开普勒定律推算,如果它的轨道周期为2600万年,那么它轨道的半长轴大约是1.4光年。
太阳和涅墨西斯星的关系,在物理学中被称为双星系统。双星系统是指由两颗恒星组成,相对于其他恒星来说,位置看起来非常靠近的天体系统。

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双星系统可以细分为物理双星和光学双星。如果一颗恒星围绕另外一颗恒星运动,并且互相有引力作用,就称它们为物理双星。如果两颗恒星看起来离得很近,但实际距离却非常遥远,就称它们为光学双星。
在太阳所处的银河系中,大约有50%以上的恒星都是双星系统。一般认为,双星系统的结构更加稳定。在物理学界,关于双星系统的成因一直众说纷纭,莫衷一是。有人认为,双星系统的形成主要是受到重力的影响。还有人认为,恒星扰动才是形成双星系统的主因。
除此之外,还有质量吸积的解释。这一理论认为,一颗恒星在演化过程中“增重”后,可能会超出自身的“洛希瓣”范围,到那时部分物质就有可能进入伴星的重力中。与此同时,另一颗伴星吸积洛希瓣外溢流出的物质不断增大伴星,从而形成双星系统。

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不管怎样,涅墨西斯星作为太阳的伴星,深刻地影响着太阳系内的其他星体。涅墨西斯星在与太阳互相公转的轨道上,大约每隔2600万年就会靠近太阳一次。它每一次靠近的时候,都会通过引力作用改变奥尔特云内的小行星和彗星的运行轨迹。
奥尔特云是一个假设包围着太阳系的球体云团,它的内部充满了不可计数的彗星和少量的小行星,距离太阳约5万到10万个天文单位,最大半径约为1光年。据估计,奥尔特云的总质量约为3×10^25千克,约等于地球质量的5倍。

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在涅墨西斯星巨大的引力作用下,奥尔特云内的一部分彗星和小行星会被“拽”入太阳系内部轨道,它们在八大行星的轨道上横冲直撞,毫无顾忌。它们中的一小部分,会被地球的引力所捕获。
被地球引力捕获之后,体积较小的彗星在进入大气层时与空气摩擦燃烧殆尽,体积较大的彗星和小行星直接撞上地球表面,留下一个个大坑。更严重的是,一个个接踵而至的撞击会使得地球内部环境发生剧烈的变动,温度急剧上升,给地球上的生物带来灭顶之灾。

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每隔2600万年,这样的灾难就会重演一次!
当然,以上这些分析都来自于天文学家的假设,假设涅墨西斯星真实存在。那么,涅墨西斯星到底存在不存在呢?
1986年,美国加州大学的天文学家尝试寻找涅墨西斯星,但最终以失败告终。
1997年到2001年,天文学家利用巡天调查2微米全天候巡天尝试寻找涅墨西斯星,仍以失败终告。
不过,冥王星轨道外的一颗矮行星——塞德娜星却能够有力地证明涅墨西斯星的存在。这颗小行星是由天文学家布朗、特鲁希略和拉比诺维茨在19年前共同发现的。

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塞德娜星的轨道偏心率极大,它的近日点为76个天文单位,远日点竟达到惊人的975个天文单位。这种极端的偏心率能够间接证明涅墨西斯星的存在。当可能存在的涅墨西斯星运行到近日点附近时,塞德娜星就有可能被太阳引力和涅墨西斯星的引力同时影响,从而使它的公转轨道和偏心率受到极大的影响。

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近年来,天文学界对于涅墨西斯星的观测其实一直没有中断过,天文学家希望早日见到它的真身,从而验证它对地球生物大灭绝影响的猜测。

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