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[圖文]宇宙大爆炸餘輝有望揭示彗星誕生地

2015年08月18日 宇宙奧秘-長篇 暫無評論 閱讀 215 次

宇宙大爆炸餘輝有望揭示彗星誕生地(圖)

大爆炸的餘輝



  據英國《新科學家》報道,一項最新研究發現,科學家通過拍攝的宇宙大爆炸發出的放射物圖片,或許可以看到因為距離地球太遠而無法看到的彗星聚集地。


  200多年來一直圍繞太陽軌道運行的彗星來自天空的各個方向。長期以來科學家一直認為,這些彗星是從圍繞在太陽系周圍的像泡沫的冰物質暈輪——奧特雲(Oort Cloud)中被推出的物質。這些天體的誕生地可能就是產生行星的圓盤,但是在木星和土星誕生數億年後,這些物質被分散到圓盤外面。


  奧特雲的構成


  因為奧特雲太暗淡,天文學家利用望遠鏡根本看不到它,但是他們認為奧特雲由兩部分構成。根據對彗星進行長期觀測得出的結果進行推測,奧特雲的外層區域似乎是從距離太陽20000個天文單位的地方一直延伸到200000個天文單位的地方。一個天文單位是指地球到太陽的距離。


  天文學家通過太陽系模擬結果進行推測,他們認為奧特雲存在的一個內殼層大約從距離太陽3000個天文單位的地方一直延伸到距離太陽20000個天文單位的地方。但是很少有證據能證明存在這樣一個殼層,大部分路過的恆星都距離它太遠,根本無法推撞這個內部暈輪,將彗星撞飛出去。只有最近發現的幾個天體,例如冰物體2006 SQ372和「塞德娜」(Sedna)等,預示著這個殼層確實存在。


  現在的一項最新研究指出,通過研究宇宙微波背景(CMB)——宇宙大爆炸後宇宙發出的第一批放射物,或許可以看到奧特雲內層。奧特雲內層的物體非常密集,它們阻礙了彗星的大部分放射物穿過雲團發射出來。因為這些冰物質的溫度大約是零下268攝氏度,大約比宇宙微波背景的溫度高2倍,它可能會出現在放射物圖上。


  路過恆星


  如果奧特雲的內部雲層形成一個完美的球體,人們可能無法穿透它,看清它的內部結構,這是因為這些球體會在各個方向的宇宙微波背景上留下相同印記。然而馬薩諸塞州劍橋市美國哈佛-史密森天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的丹尼爾·巴比赫和埃韋·羅布表示,如果一顆路過的恆星距離太陽足夠近,它就能促使奧特雲內部的物體發生重組,這個時候或許可以在宇宙微波背景上看到一些畸變。羅布說:「一顆路過的恆星事實上可能會打亂雲團的秩序。一般而言,這種情況會在宇宙微波背景上留下可以發現的印記。」


  據這些研究人員估計,在太陽系形成近50億年的時間裡,可能已經有5顆恆星從距離太陽大約2000個天文單位的地方經過。每次事件後,它都需要花費10億年或者更長時間,利用遙遠恆星和銀河系的引力來清除這顆路過的恆星留下的痕跡。歐洲航天局的普朗克望遠鏡預計將在2009年發射升空,它拍攝的圖像或許可以顯示出這種跡象,天文學家將利用這些跡象來確定奧特雲內部冰物質的距離、形狀和分佈。


  跡象對比


  亞利桑那大學圖森分校的瑞紐·曼赫塔說:「這是一種查看奧特雲的一些跡象的有趣方法,從地球上很難做到這些。」曼赫塔表示,目前還不清楚當路過的恆星打亂雲團內部的秩序時,內部暈輪會呈現出什麼程度的非球面狀態,這種跡象可能比研究人員估計的結果更加明顯。大部分遙遠的冰物體也很容易受到路過的恆星的引力影響,它們被外力推進一個球形殼體,變成奧特雲外層的一部分。更靠近太陽的冰物質,可能保留了一些它們的誕生圓盤的材料。


  加拿大范庫弗峰英屬哥倫比亞大學的宇宙學家道格拉斯·斯科特表示,大體上說,普朗克望遠鏡可以發現這種跡象。然而他又說,目前還不清楚如何將奧特雲產生的跡象與這台望遠鏡的固有跡象進行對比,也不知道如何將銀河系發出的放射物與凱伯帶(Kuiper Belt)等其他太陽系特徵進行對比。凱伯帶是位於海王星以外的一個冰物質環帶。斯科特告訴《新科學家》雜誌說:「目前我們迫切需要做的是,更加仔細地模擬這種研究會受到哪些其他可能的跡象的影響。」


  複雜方法


  羅佈告訴《新科學家》雜誌說,因為這種雲團是早期太陽系的殘餘物,因此確定它的結構將為人們瞭解巨行星的形成過程提供重要線索。例如,瞭解雲團中的這些物體的分佈規模,將有助於人們更好地瞭解形成行星的塵埃盤的結構。天文學家還將尋找一些特殊恆星,當奧特雲裡的物體從這些恆星和地面天文望遠鏡之間經過時,恆星會變昏暗。這項技術非常複雜,因為上述情況轉瞬即逝,天文學家必須用清晰度很高的望遠鏡準確對準這些物體,才有可能發現它們。


  研究人員已經開始留意這些被凱伯帶的天體遮掩的恆星,由於它們太昏暗,而且體積非常小,因此用其他方法很難發現。美國科羅拉多州博爾德的西南研究院的盧克·丹斯表示,10到20年後,他們將能擴大對奧特雲的觀測範圍。研究證明,在宇宙微波背景裡發現奧特雲的跡象,將具有更大的挑戰性。丹斯告訴《新科學家》雜誌說:「我認為這件事在不久的將來很難做到。我認為通過這些『掩星』事件,不久後將可發現奧特雲裡的物體。」


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