在太陽系周圍的黑暗中露出驚喜的螺旋形狀

太陽系的邊緣是一個奇怪的地方，充滿古怪我們已經(jīng)才剛剛開始探查.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，延伸到地球和太陽之間距離的 100,000 倍。

我們對這個油田的大小和形狀有一個粗略的了解，但我們無法理解其中的細(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)，它會在物理空間中形成一個長度約為 15,000 個天文單位的螺旋結(jié)構(gòu)，”編寫團(tuán)隊(duì)由美國西南研究所的天文學(xué)家 David Nesvorny 領(lǐng)導(dǎo)?！奥菪情L期存在的，并且在 Oort Cloud 內(nèi)部持續(xù)到現(xiàn)在?！?/p>

外太陽系是一個難以探測的前沿。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 個天文單位到 100,000 個天文單位，旋轉(zhuǎn)奧爾特云，太陽引力影響的遙遠(yuǎn)范圍。

太陽系的長周期彗星就是從這里起源的，它們從軌道上撞擊出來，向太陽飛去，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，從太陽大約 10,000 個天文單位中延伸出來。內(nèi)部是內(nèi)部的奧爾特云。根據(jù)模擬，這部分更像是一個圓環(huán)或甜甜圈形狀，從 1,000 個天文單位延伸到 10,000 個天文單位。

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

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

Nesvorny 和他的同事多年來一直在研究 Oort 云內(nèi)部。在他們的最新研究中，他們使用 NASA 的昴星團(tuán)超級計(jì)算機(jī)來模擬碎片場，應(yīng)用太陽的引力效應(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。

他們模擬了太陽系 46 億年的壽命，從太陽從巨大的氣體和塵埃分子云中的密集物質(zhì)結(jié)形成。隨著太陽的形成，云中剩余的物質(zhì)形成了行星、小行星、彗星和太陽系中的其他一切，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.整個盤的直徑約為 15,000 個天文單位——它與黃道平面傾斜 30 度。

從遠(yuǎn)處看，它會看起來像一個螺旋，有兩個扭曲的手臂。

根據(jù)模擬，這種結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在太陽系歷史的早期，即太陽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，即使恒星靠近太陽系，它仍然完好無損，這意味著它與經(jīng)過的恒星引起的引力擾動無關(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)這個螺旋將非常困難。但它符合觀測數(shù)據(jù)，而且它在以前的研究中甚至沒有尋找它，這很有趣。

揭開奧爾特云的神秘面紗意味著回顧太陽系遙遠(yuǎn)的過去，并觀察其形成和演變過程中的影響。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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