在經(jīng)過幾光年的旅行之后，應(yīng)該有隱藏在我們太陽系中的星際彗星。蘇黎世大學(xué)天體物理學(xué)家、NCCR行星成員湯姆·漢茲(Tom Hands)表示：也許我們已經(jīng)看到了一顆彗星，但認(rèn)為它是太陽系中形成的一顆“正常”彗星。

幾個世紀(jì)以來，彗星一直令人類著迷，這些奇異的物體是從哪里來的？根據(jù)荷蘭天文學(xué)家簡·奧爾特(Jan Oort)提出的最流行理論，在太陽系形成的非常早期階段，巨行星將小天體“拋射”到遠(yuǎn)離太陽的外部區(qū)域。

在那里，結(jié)冰的巖石和塵埃顆粒形成了一種云（奧爾特云）。擦肩而過的恒星可能會將這些物體散射回內(nèi)太陽系，在那里我們將它們觀察為彗星。這些長周期彗星來自奧爾特云，繞太陽運(yùn)行一圈通常需要200多年。蘇黎世大學(xué)計算科學(xué)研究所博士后湯姆·漢茲(Tom Hands)說：我們提出了這類彗星的第二個潛在起源：它們(可能)是在相對較近，從過去從星際空間捕獲。近年來，兩名星際游客登上了新聞頭條。

2017年探測到了第一個這樣的天體，一個類似小行星的天體，名為“Oumuamua”（奧陌陌）。2019年8月，業(yè)余天文學(xué)家根納季·鮑里索夫(Gennady Borisov)發(fā)現(xiàn)了一顆來自星際空間的彗星，并將再次離開太陽系。Oumuamua和Comet Borisov都是其他太陽系行星形成的殘余，就像彗星和小行星被認(rèn)為是太陽系行星形成的殘余一樣。在發(fā)現(xiàn)前兩個星際物體之后，德國慕尼黑大學(xué)的湯姆·漢茲和沃爾特·德赫寧利用計算機(jī)模擬來研究太陽系如何捕獲星際物體。

模擬4億個對象

這些“偷渡者”在被拋向我們太陽系之前，在遙遠(yuǎn)的恒星周圍形成，在遇到木星并被俘獲到太陽系之前，經(jīng)歷了許多光年的旅程。研究模擬了4億個這樣的天體，當(dāng)它們接近太陽和木星時，根據(jù)蓋亞衛(wèi)星任務(wù)的數(shù)據(jù)，對這些物體使用了真實的速度，并研究了它們在太陽系旅行中如何與木星相互作用。這項研究是在蘇黎世大學(xué)的灶神星集群上完成，使用了一種在圖形處理器上運(yùn)行的高級代碼，而不是傳統(tǒng)的計算機(jī)處理器，所以能夠在短時間內(nèi)模擬如此大量的天體。

模擬總共花了兩天時間，使用了大約70塊顯卡，如果只使用一塊顯卡，(這將需要)大約140天，如果使用普通的臺式電腦處理器，則需要更長的時間?，F(xiàn)在發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上的模擬結(jié)果顯示：在極少數(shù)情況下，木星對天體的軌跡進(jìn)行了足夠的改變，使它們與太陽系捆綁在一起。雖然捕獲的概率很小，但任何地方都可能有幾百到數(shù)十萬顆這樣的外星人彗星圍繞太陽運(yùn)行。被捕獲的天體軌道通常與人類幾個世紀(jì)以來觀察到的長周期彗星軌道非常相似，這表明它們隱藏在人們的視線之內(nèi)。

如果能找到一個，就有可能更詳細(xì)地研究其他太陽系中形成的物質(zhì)組成。歐空局選擇了一項名為彗星攔截器的任務(wù)，旨在飛越一顆長周期或星際彗星。伯爾尼大學(xué)將為這次任務(wù)提供攝像系統(tǒng)和質(zhì)譜儀，并將尋找這些物體與那些已知起源于太陽系彗星之間的差異。此前的研究發(fā)現(xiàn)，天體可能會變得自由，在銀河系中“自由漂浮”，或者被其他恒星“偷走”，這使得奧爾特云可能部分是由圍繞其他恒星形成的天體組成，但隨后在數(shù)十億年前被太陽在其誕生星團(tuán)中捕獲。

博科園｜研究/來自：蘇黎世大學(xué)/NCCR PlanetS

參考期刊《皇家天文學(xué)會月刊》

DOI: 10.1093/mnrasl/slz186

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