在太陽(yáng)系周圍的黑暗中露出驚喜的螺旋形狀

太陽(yáng)系的邊緣是一個(gè)奇怪的地方，充滿古怪我們已經(jīng)才剛剛開(kāi)始探查.但也許最奇怪的是奧爾特云，這是一片廣闊的冰雪碎片區(qū)域，延伸到地球和太陽(yáng)之間距離的 100,000 倍。

我們對(duì)這個(gè)油田的大小和形狀有一個(gè)粗略的了解，但我們無(wú)法理解其中的細(xì)節(jié)?，F(xiàn)在，一項(xiàng)新的計(jì)算研究揭示了一個(gè)令人驚訝的結(jié)構(gòu)——由銀河系本身施加的潮汐力產(chǎn)生的螺旋。

該發(fā)現(xiàn)在天體物理學(xué)雜志目前是在預(yù)印本服務(wù)器 arXiv 上可用.

“當(dāng)銀河潮汐的作用是將物體與散射盤解耦時(shí)，它會(huì)在物理空間中形成一個(gè)長(zhǎng)度約為 15,000 個(gè)天文單位的螺旋結(jié)構(gòu)，”編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)由美國(guó)西南研究所的天文學(xué)家 David Nesvorny 領(lǐng)導(dǎo)?！奥菪情L(zhǎng)期存在的，并且在 Oort Cloud 內(nèi)部持續(xù)到現(xiàn)在?！?/p>

外太陽(yáng)系是一個(gè)難以探測(cè)的前沿。我們知道在海王星軌道之外的柯伊伯帶中有很多小的冰天體;除此之外，從 1,000 個(gè)天文單位到 100,000 個(gè)天文單位，旋轉(zhuǎn)奧爾特云，太陽(yáng)引力影響的遙遠(yuǎn)范圍。

太陽(yáng)系的長(zhǎng)周期彗星就是從這里起源的，它們從軌道上撞擊出來(lái)，向太陽(yáng)飛去，隨著冰層的升華而釋放出氣體流。

我們還知道，奧爾特云大致分為兩部分。外部是巨大的球形云，從太陽(yáng)大約 10,000 個(gè)天文單位中延伸出來(lái)。內(nèi)部是內(nèi)部的奧爾特云。根據(jù)模擬，這部分更像是一個(gè)圓環(huán)或甜甜圈形狀，從 1,000 個(gè)天文單位延伸到 10,000 個(gè)天文單位。

太陽(yáng)系中的大部分長(zhǎng)周期彗星都來(lái)自外層的奧爾特云。內(nèi)部區(qū)域要穩(wěn)定得多。它更接近太陽(yáng)，這意味著它受太陽(yáng)引力的束縛更強(qiáng);而且它也不容易受到經(jīng)過(guò)的恒星的干擾，這些恒星攪動(dòng)了外層的云層，將冰冷的天體撞出了它們的正常軌道。

由于這種長(zhǎng)期穩(wěn)定性，內(nèi)部的奧爾特云通常被建模為一個(gè)或多或少與太陽(yáng)系黃道平面對(duì)齊的扁平圓盤。

Nesvorny 和他的同事多年來(lái)一直在研究 Oort 云內(nèi)部。在他們的最新研究中，他們使用 NASA 的昴星團(tuán)超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬碎片場(chǎng)，應(yīng)用太陽(yáng)的引力效應(yīng)，以及銀河系本身施加的外部引力效應(yīng)，以及彗星的軌道。

他們模擬了太陽(yáng)系 46 億年的壽命，從太陽(yáng)從巨大的氣體和塵埃分子云中的密集物質(zhì)結(jié)形成。隨著太陽(yáng)的形成，云中剩余的物質(zhì)形成了行星、小行星、彗星和太陽(yáng)系中的其他一切，包括外層的奧爾特云。

但模擬表明，內(nèi)部的 Oort Cloud 根本不是一個(gè)漂亮、均勻的環(huán)形盤。相反，它反映了銀河系的形狀，具有螺旋結(jié)構(gòu)，并且與盤的翹曲類似于銀河盤中的扭曲.整個(gè)盤的直徑約為 15,000 個(gè)天文單位——它與黃道平面傾斜 30 度。

從遠(yuǎn)處看，它會(huì)看起來(lái)像一個(gè)螺旋，有兩個(gè)扭曲的手臂。

根據(jù)模擬，這種結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在太陽(yáng)系歷史的早期，即太陽(yáng)系形成后的最初幾百年內(nèi)。它也非常穩(wěn)定——它一直持續(xù)到今天。而且，即使恒星靠近太陽(yáng)系，它仍然完好無(wú)損，這意味著它與經(jīng)過(guò)的恒星引起的引力擾動(dòng)無(wú)關(guān)。

為了確認(rèn)他們正在查看的內(nèi)容，研究人員回顧了以前的研究。他們之前的所有工作都表明，內(nèi)部的 Oort Cloud 具有螺旋形狀，這種形狀在對(duì)模擬進(jìn)行各種參數(shù)調(diào)整后仍然存在。

如果可能的話，直接觀察并因此確認(rèn)這個(gè)螺旋將非常困難。但它符合觀測(cè)數(shù)據(jù)，而且它在以前的研究中甚至沒(méi)有尋找它，這很有趣。

揭開(kāi)奧爾特云的神秘面紗意味著回顧太陽(yáng)系遙遠(yuǎn)的過(guò)去，并觀察其形成和演變過(guò)程中的影響。有時(shí)，困難的事情值得去做。

該團(tuán)隊(duì)的研究將發(fā)表在天體物理學(xué)雜志，可在arXiv.

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