远古时期神秘天体的飞掠，重新塑造了我们的太阳系。

超级计算机模拟结果显示，远古时期一个神秘天体的近距离飞掠可能重新塑造了太阳系。Forschungszentrum Jülich

远古时期一个神秘天体的飞掠，可能重新塑造了我们的太阳系。这个在数十亿年前造访的天体距离太阳最近时只有110个天文单位（1天文单位等于地球和太阳间的1个平均距离），其留下的影响遍及整个太阳系，且一直延续至今。

天文学家常常将海王星视为太阳系外围的起点。在海王星轨道以外被称为柯伊伯带的空间中分布着大量以彗星为主的小天体，以及冥王星等大部分矮行星。柯伊伯带的密度有多大是个谜，但据推测那里直径超过100千米以上的天体数量至少有数万个。

如果没有外来影响，脱胎于同一片星云的太阳系天体理论上应该拥有相似的轨道特征。但在这些天体中，有一些轨道看起来不太正常。

比如一些被称为外海王星天体（Trans-Neptunian objects）的小天体，其轨道一端在海王星轨道外，另一端则会深入到内太阳系；又比如许多小天体的公转轨道平面与黄道面呈明显的夹角，甚至是逆行的。

冥王星是外海王星天体中最知名的一个，因为它曾经被认为是行星。它的轨道平面与黄道面呈17度夹角。而太阳系其他行星的轨道平面与黄道面的夹角都在7度以下。

最近一些德国科学家的研究结果显示，这些天体的轨道特征表明在很久以前，可能有一个神秘的恒星级天体从我们太阳系的边缘处掠过。这个神秘天体扰乱了这些小天体的轨道，将它们推向太阳身边；其中一些小天体被巨行星俘获，成为了它们的卫星。

研究人员称，新理论模型的美妙之处在于它的简洁。它能用一个解释解答多个问题。

研究人员使用超级计算机对这些天体的运行进行了3000多次的模拟。

对于外海王星天体明显异常的轨道参数，科学家早就怀疑可能是遭恒星级天体近距离飞掠的结果。但一直以来人们认为恒星级天体——通常是恒星的近距离飞掠极为罕见。直到近年观测技术进步后，人们才发现并非如此。

通过模拟，研究人员成功地对太阳系中一些轨道极其古怪的小天体作出了解释。比如距离太阳极为遥远的矮行星赛德娜（Sedna），以及一些轨道平面几乎垂直于黄道面的天体。

发现于2003年的赛德娜公转周期长达11400年，且轨道偏心率很大；而一颗名为2008 KV42的小天体其轨道运行方向与太阳系其他大部分天体是相反的；一颗名为2011 KT19的天体轨道倾角则达到了110度，几乎是沿着极轨（飞越太阳南北两极的轨道）在飞行，而且它也是一颗逆行的小天体。

模拟结果显示，能够造成这一局面的，可能是一颗稍小于太阳的恒星级天体。这个天体的质量大约是太阳的80%。当时它可能曾经从距离太阳约165亿千米的地方飞过。这个距离大约相当于地球和太阳距离的110倍，略小于海王星和太阳距离的4倍。

太阳系中的另一个谜是那些外形不规则的卫星。这些不规则卫星，与外海王星天体有着很多相似之处，而这表明它们可能拥有相同的起源。一颗飞掠的恒星则能够扰动这些遥远的天体，将它们送入太阳系内部，使它们有机会被巨行星俘获，成为它们的卫星。这能解释为何这些巨行星拥有的卫星可以分为截然不同的两大类。

外形不规则的卫星中有一些拥有极度异常的运行轨道，它们中有一些的轨道倾角很大，有一些是逆行的，而有一些距离行星相当遥远。所有巨行星都拥有不规则卫星。

模拟结果显示，当年那次神秘的飞掠，可能把外太阳系中7.2%的天体推入了内太阳系。这些天体中有许多进入了逆行轨道，但是随后其中的大部分被甩出了太阳系，只有少数被行星俘获成为了卫星。

这次事件甚至可能影响了生命在地球上的出现。尽管这是一个纯粹的猜想，但由于生命之罕见，且其起源仍是个谜，这样的推测仍是有价值的。

也许曾经有一些小天体受飞掠恒星引力的扰动而与地球或其他行星发生过相撞，给这些世界带来了生命起源的必需品，而与此同时地球的轨道也有机会继续保持稳定。但经历了这样的撞击后，有多少生命起源的必需品可以幸存下来，以及这些外海王星天体中包含有多少这样的物质则需要未来的进一步研究。

参考Trajectory of the stellar flyby that shaped the outer Solar Systemhttps://www.nature.com/articles/s41550-024-02349-xTrajectory of the stellar flyby that shaped the outer Solar Systemhttps://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad63a6