臺北市立天文科學教育館

新的證據顯示，數十億年前可能有一顆恆星非常接近我們的太陽系，這次的飛掠導致了數千個位於海王星外的小天體被偏轉，進入高傾角的橢圓軌道環繞太陽運行，有些天體甚至可能被木星或土星捕獲，成為它們的衛星，這項研究來自德國於利希研究中心和荷蘭萊頓大學的合作團隊，其結果發表於《自然．天文學》和《天文物理學快報》兩篇學術期刊中。

有些人認為太陽系的邊界就是海王星的軌道。然而，實際上，還有已知的數千個天體在海王星軌道外移動，這些被稱為海王星外天體（Trans-Neptunian Object，以下簡稱TNO）。在這些TNO中，有許多的直徑超過100公里，它們的軌道相當怪異，不僅軌道偏心，還與太陽系行星的共平面軌道呈傾斜狀態。

研究團隊進行了超過3,000次的電腦模擬來研究這些異常軌道的可能成因，其結果顯示，一顆接近的恆星可能導致這些奇特的軌道特徵。這顆恆星的近距離飛掠可以解釋目前已知的TNO軌道，包括2003年發現的矮行星賽德娜（Sedna），以及其他幾乎垂直於行星軌道運行的天體，甚至於一些逆行天體，如2008 KV42和2011 KT19，這些現象也能透過這次的恆星飛掠來解釋。

圖說：由研究團隊模擬出來的共14400年的太陽系演變，點擊圖片可以下載原論文所附的影片，大小約為117MB(©: Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02349-x)

根據模擬，最符合當前太陽系外部狀況的是一顆質量略輕於太陽的恆星，約為0.8倍太陽質量，這顆恆星以約165億公里的距離飛掠過太陽系附近，約為地球到太陽距離的110倍，比現在航海家一號的距離還近！更讓科學家驚訝的是，這次恆星飛掠還能解釋我們太陽系內部的現象，某些TNO被拋入太陽系內部，進入木星、土星、天王星和海王星周圍，這些曾經的TNO可能被這些巨型行星捕獲成為衛星，這種情況可以解釋為何太陽系的外行星擁有兩種類型的衛星：常規衛星以圓形軌道接近行星運行，而不規則衛星則在傾斜、高橢圓軌道上與巨型行星的距離較遠，研究人員表示，這個模型的美妙之處在於它的簡單性，僅靠一個原因便解答了我們對太陽系的多個疑問，符合科學中的奧坎剃刀原則。（編譯／許晉翊）

資料來源：Phys.org