什么是“奥托云”?
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发布时间：2024-10-01 16:05
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时间：2024-10-25 05:40
长周期彗星的远日点位于距太阳 50000-150000 天文单位 (约合 0.8-2.4 光年) 的区域
内， 由此他提出在那里存在一个长周期彗星的大本营。 这个大本营后来被以他的名字
命名为奥托云 (Oort Cloud)[注六]。 由于长周期彗星几乎来自各个方向， 因此奥托云
被认为大体上是球对称的。 后来的研究者进一步将奥托云分为两部分： 距太阳 20000
天文单位以内的部分被称为内奥托云， 它呈圆环形分布； 距太阳 20000 天文单位以外
部分则被称为外奥托云， 它才是球对称的。 距估计， 奥托云中约有几万亿颗直径在一
公里以上的彗星， 其总质量约为地球质量的几倍到几十倍。 由于数量众多， 在一些科
普示意图中奥托云被画得象一个真正的云团一样， 但事实上， 奥托云中两个相邻小天
体之间的平均距离约有几千万公里， 是太阳系中天体分布最为稀疏的区域之一。
在距太阳如此遥远的地方为何会有这样一个奥托云呢？ 一些天文学家认为， 与离散盘
类似， 奥托云最初是不存在的， 如今构成奥托云的那些小天体最初与行星一样， 形成
于距太阳近得多的地方， 后来是被外行星的引力作用甩了出去， 才形成了奥托云。 奥
托云中的小天体由于距太阳极其遥远， 很容易受银河系引力场的潮汐作用及附近恒星引
力场的干扰， 这些干扰会使部分小天体进入内太阳系， 从而成为长周期彗星。
奥托云距我们如此遥远， 读者们也许会以为除直接来自那里的长周期彗星外， 我们不
太可能观测到任何奥托云的天体。 其实却不然。 这倒不是因为我们有能力观测到几千
乃至几万天文单位之外的小天体， 而是因为奥托云并不是一个界限分明的区域。 少数
奥托云天体的轨道离我们相当近， 甚至能近到可被直接观测的程度。 2003 年， 美国
帕洛马天文台 (Palomar Observatory) 的天文学家发现了一个编号为 2003VB12 的海外
天体， 它的轨道远日点距离约为 900 天文单位， 近日点距离也有 76 天文单位。 这
个天体的块头很大 (否则就不会被发现了)， 直径约有 1500 公里， 曾一度被当成第十
大行星的候选者 (那时阋神星尚未被发现)。 天文学家们给了它一个专门的名称： 塞德
娜 (Sedna)， 它是因纽特神话中的海洋生物之神。 一般认为， 赛德娜是属于内奥托云
的天体[注七]。 除赛德娜外， 还有一个我们非常熟悉， 有些读者甚至用肉眼都曾看到
过的天体 - 哈雷彗星 - 也被认为是有可能来自奥托云的。 哈雷彗星虽是一颗短周期彗
星， 但很多天文学家认为， 它是从奥托云进入巨行星的引力范围后受后者的干扰才成
为短周期彗星的。
奥托云究竟有多大呢？ 今天的很多天文学家认为它的范围延伸到距太阳约 50000 天文
单位处， 但也有人象奥托当年一样， 认为它延伸得更远， 直到太阳引力控制范围的最
边缘。 这一边缘大约在 100000-200000 天文单位处， 在那之外， 银河系引力场的潮
汐作用及附近恒星的引力作用将超过太阳的引力 (请读者想一想， 我们为什么在提到银
河系引力场时强调 “潮汐作用”， 而在提到附近恒星的引力场时不强调这一点？)。
看来， 奥托云的外边缘应该就是太阳系的疆界了。
不过， 奥托云未必是太阳系疆界附近的唯一秘密。 1984 年， 美国芝加哥大学的两位
古生物学家在对过去两亿五千万年间地球上的大规模生物灭绝状况进行研究后提出， 这
种灭绝似乎平均每隔两千六百万年发生一次， 而且有迹象表明其中至少有两次与陨星撞
击地球的时间相重合。 同年， 美国加州大学的物理学家马勒 (Richard Muller) 等人
提出了一个大胆的猜测， 认为太阳有可能有一颗游弋在太阳系边缘的伴星， 这颗伴星
是一颗褐矮星或红矮星 (褐矮星的质量约在木星质量的 13-75 倍之间， 红矮星的质量
约在木星质量的 75-500 倍之间)， 它最远时距太阳约有 2.4 光年 (感兴趣的读者请估
计一下它的近日点距离)。 这颗伴星每隔两千六百万年经过奥托云的一部分， 在它的引
力干扰下， 大量的奥托云天体会进入内太阳系， 其中个别天体会与地球相撞， 从而造
成大规模的生物灭绝。 由于这颗伴星所起的可怕作用， 它被称为内梅西斯 (Nemesis)
， 这是希腊神话中的复仇女神。 如果太阳真的有这样一颗伴星， 并且它真的有人们所
猜测的那种作用， 那它无疑是太阳系疆界附近最可怕的天体[注八]。 但即便如此， 我
们也不必害怕， 因为按照那些科学家的说法， 地球上的上一次大规模生物灭绝约发生
在距今五百万年以前， 那么下一次同类事件 - 如果有的话 - 就该是两千多万年后的事
了， 那时假如人类还存在， 想必该有足够的智慧来避免灾难。
我们有关太阳系疆界的故事在这里就要与读者说再见了， 但人类探索太阳系疆界的事业
却远未结束， 这样的事业有一个美丽的名字叫科学， 她值得人们去做永生的探索。
