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“復仇星”是一種令人滿意的解釋

有科學家聲稱,在太陽系邊緣,還存在著一顆以前從未被科學家們所知的太陽伴星或者行星。這顆太陽伴星或者行星被科學家們稱為“復仇女神”——這是一個駭人的名字。

為此,科學家們還大膽地提出了“復仇女神”理論。這一理論認為,這顆潛伏在太陽系黑暗地帶深處的太陽伴星,可能正是給地球帶來物種滅絕,包括6500萬年前恐龍滅絕事件的罪魁禍首!

這一假設剛一提出立即引發了科學界的巨大爭論。如果太陽真有這么一顆伴星,它在哪里?為什么至今沒有找到?

1.如果太陽有一顆“伴星”,它在哪里?

其實在幾十年前,天文學家就提出了這個問題,并對此進行了認真的考察和計算,得到的結論是:太陽是一個獨身者。

由于沒有找到新的材料,這個結論維持了十幾年。但是,天文學上的理論總會受到當時觀測水平的限制,所以,有許多結論并不是一成不變的。后來,有兩件事使得天文學家又重新關注起這個問題。

第一件是,1969年2月8日,在墨西哥的阿侖德地方下了一場隕石雨。地球上出現隕石雨是常事,但是,阿侖德隕石卻與眾不同。原來,科學家在分析阿侖德隕石的化學成分時,發現其中含有鈣、鋇和釹三種元素。它們都是比較復雜的元素。按照流行的太陽系起源理論,它們是很難形成的。這就引起了天文學家的極大關注:它們從何而來?

于是,有人提出了如下的推測。大約50億年前,太陽系處于形成的初期,還是一片彌漫的氣體和塵?!栃窃?。在太陽星云的附近,有一顆恒星正發生大爆炸,拋出了大量的物質,其中就包含了鋇、鈣和釹三種元素。這些物質的一部分被拋進了太陽星云,以后就一直留在太陽系的范圍內。那顆爆炸后的恒星,以后就變成體積很小而密度很大的中子星或者黑洞,成了今天難以找到的太陽伴星。

另一件事則是,在最近的初步測定中,科學家發現了太陽在某個方向具有加速度。這種加速度當然是由力引起的。這力來自何方?銀河系整體產生不了這么大的力(因為距離太大),于是就只能假設太陽有一顆伴星,這力正是來自伴星。

天文學家曾有過太陽具有伴星的想法是很自然的事。當人們發現天王星和海王星的運行軌道與理論計算值不符合時,曾設想在外層空間可能有另一個天體的引力在干擾天王星和海王星的運動。這個天體可能是一顆未知的大行星,也可能是太陽系的另一顆恒星——太陽伴星。

1984年,美國物理學家穆勒和他的同事,共同提出了太陽存在著一顆伴星的假說。與此同時,另外的兩位天體物理學者維特密利和杰克遜,也分別提出了幾乎完全相同的假說。

穆勒在和他的同事們討論生物周期性絕滅的問題時說:“銀河系中一半以上的恒星都屬于雙星系統。如果太陽也屬于雙星,那么我們就可以很容易解決這個問題了。我們可以說,由于太陽伴星的軌道周期性地和小行星帶相交,引起流星雨襲擊地球。”

他的同事哈特靈機一動,說:“為什么太陽不能是雙星呢?同時,假設太陽的伴星軌道與彗星云相交豈不是更合理一些?”

于是,他們在當天就寫出了論文的草稿。他們用希臘神話中“復仇女神”的名字,把這顆推想出來的太陽伴星稱為“復仇星”。

太陽究竟有沒有伴星,目前還無法斷言。這是一個很具有吸引力的謎,需要從太陽的神秘身世說起。

神秘身世:太陽系的起源

從太陽伴星這個問題上,我們還可以想到,如果太陽沒有“伴侶”,那么,在太陽系中,幾顆大行星圍繞在太陽身邊,就像親密的一家人。太陽和這些行星之間有沒有“血緣關系”?這些大行星是太陽的“親生子女”還是被太陽“收養”的?

幾個世紀以來,許多卓越的思想家也在探討這個問題,并提出了種種假說,其中較為盛行的,主要有以下幾種觀點。

災變學說:這個學說的首創者是法國的布封,20世紀前50年,又有一些科學家相繼提出太陽系源于災變。這個學說推斷太陽是先形成的。在一個偶然的機會中,一顆恒星(或者彗星)從太陽周圍經過(或撞到太陽上),把太陽上物質吸引出(或撞出)一部分,后來這部分物質就形成了行星。這個觀點認為行星物質和太陽物質具有形同的來源。它們有“血緣”關系,或者說太陽和行星是母子關系。

星云說:這種觀點的首創者是德國偉大哲學家康德。幾十年以后,法國杰出的數學家拉普拉斯再次提出了這一觀點。他們一致認為,整個太陽系的物質是由同一個原始星云形成的,星云的中心部分產生了太陽,外圍部分產生了行星。然而康德和拉普拉斯也有分歧之處,康德認為太陽系是由冷的塵埃星云進化演變而成的,先形成太陽,后形成行星。拉普拉斯則持相反意見,他認為原始星云是氣態的,且溫度較高,因其迅速旋轉,先分離成圓環,圓環凝聚后形成行星,太陽的形成要比行星晚些。雖然他們之間有明顯的差別,但是他們的大前提是一致的,因此人們把它們的觀點合二為一,命名為“康德—拉普拉斯假說”。

俘獲學說:這個學說認為太陽在星際空間運動中,遇到了一團星際物質。太陽通過自己的引力把這團星際物質俘虜了。于是,這些物質在太陽引力作用下加速運動,如同在雪地里滾雪球一樣,逐步變大,最后形成了行星。在這個學說中,也是太陽先形成,但是行星與太陽沒有“血緣”關系。

盡管以上假說都有充分的觀測、計算和理論根據,卻都有致命的不足,所以直到今天也沒有一種被普遍認可。

未知行星:“躲進”黑暗地帶?

自從太陽伴星——“復仇星”的假說公諸報端,科學家們便展開了認真熱烈的討論。

人們根據開普勒定律推算,若“復仇星”軌道周期為2600萬年,那么軌道的半長軸應該是地球軌道半長軸的88000倍,約1.4光年,即太陽伴星距太陽比任何已知恒星都要近得多。

1985年,美國學者德爾斯莫在假設“復仇星”確實存在的前提下,用一種新方法算出了這顆星的軌道。他首先對最近2000萬年左右脫離奧爾特云的那些彗星進行統計、調查,對126顆這樣的彗星及其運動作了統計研究,并斷言自己的統計可靠性達95%。他確定,大多數這類彗星都做反方向運動,即幾乎與太陽系所有行星運動的方向相反。他根據這些彗星的沖力方向算出,在不到2000萬年以前,奧爾特云從某一其他天體接受到一種引力沖量。德爾斯莫認為,這是由一個以每秒0.2或0.3公里速度緩慢運行的天體引起的。

路易斯安那大學的天文學家約翰·馬特斯、帕特里克·威特曼和丹尼爾·威特米爾研究彗星軌道已經20多年了。他們在研究了82顆來自遙遠的奧特星云的彗星軌道之后發現,這些彗星的運行軌道似乎都受到一個位于太陽系邊緣、冥王星之外的巨型天體引力的影響,使它們的軌道都沿著一條帶狀分布排列,同時它們到達近日點的時間也會發生周期性變化。

那么,到底是什么影響了彗星的軌道呢?

路易斯安那大學的科學家們提出了一個驚人的假設:在我們太陽系邊緣的黑暗地帶,存在著一顆以前從未被世人所知的太陽伴星——褐矮星。也就是說在我們的太陽系內擁有兩顆恒星:一顆是太陽,另一顆就是這顆至今仍未被現有太空望遠鏡探測到的褐矮星——它跟太陽互相繞著彼此旋轉。

這一假設立即引發了科學界的巨大爭論。路易斯安那大學的天文學家丹尼爾·威特米爾教授認為,這個驚人的假設完全是在統計學的基礎上得出的,而統計學是許多科學發現的基礎之一。威特米爾教授在接受媒體采訪時表示:“我們認為這是一顆褐矮星,但也可能是一顆質量是木星6倍左右的未知行星。我們之所以得出這樣的結論,是因為沒有任何其他理論可以解釋彗星軌道的奇怪變化?!蓖孛谞栒f,如果它是一顆褐矮星的話,那么尺寸較小的它將無法像太陽那樣進行核反應,它的表面就會相對較冷。同時,由于處在遠離太陽的黑暗地帶,它根本無法受到多少太陽光的照射,因而幾乎不會有任何光線反射,所以在冥王星被發現后的漫長歲月里,天文學家至今沒觀測到它的存在也是很有可能、很正常的事。

2.“復仇女神”定時滅絕地球?

此外,路易斯安那大學的科學家們還將包括恐龍滅絕在內的地球物種滅絕都歸咎于是這顆神秘伴星在“作祟”。科學家認為,這顆褐矮星的運行速度十分緩慢,它的運行軌道每隔3000萬年就會定時沖入彗星密集的奧特星云中,而巨大的引力會將奧特星云中的一些彗星“引誘”出來,并將它們送往近日軌道,甚至與地球擦肩而過。其中一些彗星則會撞到地球上,造成地球上大規模的物種滅絕。

根據這一理論,路易斯安那大學的科學家認為,地球上的物種大約每隔3000萬年就會滅絕一次。這個滅絕周期之所以像時鐘一樣精確,正是因為這顆“復仇女神”每隔3000萬年就會進入奧特星云,利用它巨大的引力使成批的彗星偏離軌道沖向地球,給地球以致命的打擊,而它自己也成為地球生物的“滅頂災星”。

追捕“復仇女神”

懾于“復仇女神”對人類的滅頂之患,美國國家航空航天局在佛羅里達州的卡納維拉角向太空發射了一部新一代的紅外線太空望遠鏡。

如果“復仇女神”真的存在的話,那么這部太空望遠鏡將可以捕捉到它的身影。據報道,這部紅外線望遠鏡造價逾12億美元,具有比以往天文望遠鏡更強大的功能,可以觀測到宇宙中充滿塵埃的黑暗角落以及現有天文望遠鏡根本無法察覺到的黑暗星體。NASA天文與物理學部門負責人金尼博士在接受采訪時說:“有了這部望遠鏡,我們不僅可以看到數十億年前的宇宙,有助于正確了解最早星體的形成和結構,同時,它的紅外線探測器還將深入一些宇宙最黑暗的角落,包括太陽系的邊緣,使我們看到一些以前根本無法看到的黑暗天體?!比绱苏f來,“復仇女神”如果真的存在,將逃不出紅外線望遠鏡的“火眼金睛”。

X行星和復仇女神

其實,科學家們早在近百年前就發起過類似的行星搜尋行動,而且當時的研究工作對今天還頗有影響。

最近天文學界發現,在海王星以外的區域中充滿了結冰的物體,數量可能有數十億之多,它們都分布在一條名叫“邱普爾”的寬廣彗星帶上。研究人員還發現了另外一個星體,并稱之為“伐羅納”,其大小幾乎有冥王星的一半。

有了這些發現,更遠處更巨大的行星為什么就不可能被發現呢?

這樣一個難解的問題不僅吸引了物理學家穆勒的注意力,還使得路易斯安那大學的兩位天體物理學家丹尼爾·威特米爾和約翰·馬特斯走上了搜尋太空之路。他們也相信在烏爾特星云中有一個巨大的天體在緩緩運行,該天體還不時會將一顆彗星撞向太陽的方向。他們兩人于1999年10月將對X行星的探索發現發表出來,也就在同一個月,穆勒也公布了他最初的研究數據。

實際上,他們從20世紀80年代中期就開始追尋這頭行星“怪獸”的蹤跡了。當時威特米爾就提出,太陽中存在一個可能令整個世界毀滅的巨大的伙伴星球,這個觀點引起天文學界一片嘩然。這黯淡無光的第二個太陽的存在,也被普林斯頓大學和伯克萊加州大學的另一組研究人員預測到了,他們并將其取名為“復仇女神”。

威特米爾認為,復仇女神能夠解釋為什么每相隔3000萬年,就會有一陣彗星雨襲擊地球,造成物種的大面積滅絕。威特米爾和其他研究人員提出的觀點是:“復仇女神”在其3000萬年的軌道周期中,定期穿過奧特星云,在此過程中令致命的彗星向地球的方向撞來。

這個驚人的理論成了無數報章的頭版頭條。威特米爾繼而又與他的同事馬特斯拓展了一條相關的理論,那就是這些致命彗星的作惡,都要歸咎于一顆可惡的行星,而不是一顆恒星。但如此一來,物種定期遭到滅絕的關鍵證據就被動搖了,所以復仇女神之論很快便不再風行了。

“由于在日期上有非常的不確定性,人們已經對3000萬年的周期之說變得有些懷疑了。如果這個周期不是真的的話,你就拿不出你需要的任何東西來解釋了?!蓖孛谞栒f。但是到這個時候,他和馬特斯已經被X行星這個蟲子咬了一口了。

相比之下,威特米爾和馬特斯并不計劃以X行星為目標展開搜尋,因為需要察看的地方太多了。盡管如此,他們還是在盡最大努力以求精確定出它的位置。

一臺處在軌道中、具有探察整個天空的能力的紅外探測望遠鏡,將會是找到巨大遙遠行星的一個最好的賭注?!拔覀儸F在還不具有這樣的設備,或者還沒有開始考慮投資購置它,但是最終會有人站出來的。如果那個天體就在那里,如果我走運的話,它就會在我的有生之年被發現?!蓖孛谞栒f。

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