书城科普宇宙未解之谜
14737400000019

第19章 天体之谜(5)

“复仇星”在哪里?

太阳的伴星——人们姑且为之命名为“复仇星”,已引起了科学家认真热烈的讨论,从理论方面说,太阳应该有一个伴星,可实际上至今尚未发现。是人类现今的技术手段还不能发现它,还是根本就没有这颗星呢?人们正想尽办法寻求答案。自从太阳伴星——“复仇星”的假说公诸报端,科学家们开展了认真热烈的讨论。人们根据开普勒定律推算,若其轨道周期为两千六百万年,那么轨道的半长轴应该是地球轨道半长轴的八万八千倍,约1.4光年,即太阳伴星距太阳比任何已知恒星要近得多。1985年,美国学者德尔斯莫在假设“复仇星”确实存在的前提下,用一种新方法算出了这颗星的轨道。他首先对最近两千万年左右脱离奥尔特云的那些彗星进行统计、调查,对126颗这样的彗星及其运动作了统计研究,断言他的统计可靠性达95%。他确定,大多数这类彗星都作反方向运动,即几乎与太阳系所有行星运动的方向相反。

根据这些彗星的冲力方向算出,在不到两千万年以前,奥尔特云从某一其他天体接受到一种引力冲量。他认为,这是由一个以每秒0.2或0.3公里速度缓慢运行的天体引起的,“复仇星是一种令人满意的解释。”德尔斯莫根据动力学算出,“复仇星”的轨道应该与黄道几乎垂直,它目前应该接近其远日点(距太阳最远的点),而它的方向应该是离开黄极5°左右。美国学者托贝特等,计算了“复仇星”可能的轨道因星系“潮汐”——即太阳系以外的物质引力影响而产生的轨道变化。考虑到这颗星可以运行到离太阳很远的地方,很容易受到别的天体引力的影响。托贝特说,即使它原先的轨道很稳定,也不可能在从太阳系存在以来的四十六亿年中,轨道一直保持不变。许多研究者同意这样的看法:这颗轨道周期为两千六百万年的伴星的预期寿命至多为十亿年。

这就意味着,它可能是在太阳形成之后很久才被太阳“俘获”的,或者就像有的科学家指出的那样:在“复仇星”刚形成时,它和太阳之间的联系要比现在紧密,其周期约为100至500万年,后来由于其他天体的引力“牵引”而外移到现在的轨道;这种外移最终会导致它脱离太阳的引力影响。为了寻找“复仇星”,穆勒等人用大型天文望远镜拍摄了大约五千张北半球暗星的照片。他计划,每隔一段时期拍摄一次,从而比较一下哪些暗星存在较大的“自行”,它们就是“复仇星”的选者了。如果他们在北半球找不出这样的星体,他们还将探查南半球天空。一般认为,太阳伴星应属于一种较小的恒星——红矮星。可是,目前人们还没有南半球天空的红矮星表,观测上的困难是很多的。穆勒说:“如果他们找到了一颗近似的星体,接下来事情就好办了。”一旦从大海里捞出了这枚针,要证明这确实是那枚针就不难了。针对太阳系的现状,有一些天文学者认为,太阳伴星由于某种原因未能形成,而形成了八大行星及其卫星、小行星和彗星等等。

美国天体物理学家韦米尔和梅梯斯的研究认为,尚未发现的太阳第十颗大行星(经常写做X行星)可能是引起周期性彗星雨——生物大规模灭绝的原因。韦米尔他们是在把前人两个设想合并到一起后,创立这种新颖的解释的。这两个设想是:在冥王星轨道之外存在着X行星;以及认为在海王星之外的太阳系平面中可能有一个彗星盘或彗星带。在他们设计的一个模型中,X行星周期性地从上述彗星带近旁穿过,破坏彗星轨道,使大量彗星冲向太阳系内部。韦米尔说,这个理论的优点之一是X行星的轨道距离太阳要比“复仇星”近得多,因而将十分稳定。X行星轨道平面与太阳系平面成45°倾角,设想它每一千年沿轨道运行一周。但是它也会受到其他行星引力的牵引而引起轨道变迁,每隔两千六百万年,当其运行到接近上述彗星带时,就会触发一场彗星雨。美国科学家海尔斯综合了不规则地通过“复仇星”轨道的恒星的各种作用,估计出“复仇星”在过去的两亿五千万年中,其轨道周期的变化应为15%。

鉴于此,人们认为,不管是哪种情况,在“复仇星”的可能轨道上,所有的扰动都意味着天文钟的调谐并不那么精确,而如果这颗太阳伴星确实存在的话,人们不应该期望它触发彗星雨和引起大规模物种灭绝的周期十分精确。遗憾的是,至今缺乏更好的地质资料,尤其是陨石坑方面的资料,地球上的证据的不确定因素太大,以致于无法准确地说出“复仇星”天文钟的周期性能精确到什么程度。总而言之,根据科学家们的研究推测,太阳很可能存在或有过伴星,但是要找到它、证实它,确实是一件困难的事,人们期望着科学家们早日解开这个宇宙之谜。1846年,天文学家注意到天王星以一种与牛顿第一定律相矛盾的规律偏离正常轨道“摆动”,这意味着科学家们只有两种选择:要么重写牛顿的物理定律,要么“发明”一颗新的行星来解释这种奇怪的重力拖曳现象,结果天文学家们发现了“海王星”的存在。今天,科学家们又遇到了相同的难题。路易斯安那大学的天文学家约翰·马特斯、帕特里克·威特曼和丹尼尔·威特米尔研究彗星轨道已有二十多年的历史了,他们在研究了八十二颗来自遥远的奥特星云的彗星轨道之后发现,这些彗星的运行轨道似乎都受到一个位于太阳系边缘、冥王星之外的巨型天体的引力影响,使它们的轨道都沿着一条带状分布排列,同时它们到达近日点的时间也会发生周期性变化。那么到底是什么影响了彗星的轨道呢?

路易斯安那大学的科学家们提出惊人假设,他们认为最好的解释就是,在我们太阳系边缘的黑暗地带,存在着一颗以前从未为世人所知的太阳伴星——褐矮星,也就是在我们的太阳系内拥有两颗恒星:一颗是太阳,另一颗就是这颗仍未被现有太空望远镜探测到的褐矮星——它跟太阳互相绕着彼此旋转。该观点立即引发了科学界的巨大争论,但路易斯安那大学的天文学家丹尼尔·威特米尔教授认为,这个惊人的假设完全是在统计学的基础上得出的。威特米尔教授对记者道:“我们认为这是一颗褐矮星,但也可能是一颗质量是木星六倍左右的未知行星。我们之所以得出这样的结论,是因为没有任何其他理论可以解释彗星轨道的奇怪变化。”威特米尔称,如果它是一颗褐矮星的话,那么尺寸较小的它将无法像太阳那样进行核反应,它的表面将相对较冷;同时由于处在远离太阳的黑暗地带,它根本无法受到多少太阳光的照射,几乎不会有任何光线反射出来,以至于在冥王星发现后的70多年里,天文学家至今没观测到它的存在也是很正常的事。此外,路易斯安那大学的科学家们还将包括恐龙灭绝在内的地球物种灭绝都归咎于这颗神秘伴星的“作祟”,美国科学家们为此提出了“复仇女神”理论。威特米尔教授等人认为,这颗潜伏在黑暗之处的太阳伴星,可能正是给地球带来物种灭绝、包括6500万年前恐龙灭绝事件的罪魁祸首。

科学家认为,这颗褐矮星的运行速度十分缓慢,它的运行轨道每隔3000万年会定时冲入彗星密集的奥特星云中,巨大的引力会将奥特星云中的一些彗星“拽”出来,将它们送往近日轨道,包括与地球擦肩而过,其中一些彗星雨则会撞到地球上,造成大规模物种灭绝。路易斯安那大学的科学家认为,地球上的物种大约每三千万年就会灭绝一次,这个灭绝周期之所以像时钟一样精确,正是因为这颗黑暗中的太阳伴星每隔3000万年就会进入奥特星云,巨大的引力使成批彗星偏离轨道冲向地球,成为“灭顶灾星”。

路易斯安那大学的天文学家们测算,这颗黑暗中的星体大约在距太阳三万亿英里的地方运转——也即距离太阳有半光年左右的距离。据报道,美国NASA拟于本月25日在佛罗里达州的卡纳维拉尔角向太空发射一部新一代的红外线太空望远镜,这部红外天文望远镜一旦升空,将可以验证路易斯安那大学科学家们的惊人推断是否正确。因为如果这颗神秘太阳伴星“复仇女神”的确存在的话,那么这部新一代的红外线太空望远镜将可以捕捉到它的身影。据法新社报道称,这部望远镜耗资高达12亿美元,具有比以往天文望远镜更强大的功能,可以观测到宇宙中充满尘埃的黑暗角落,以及现有天文望远镜根本无法察觉到的黑暗星体。太阳伴星“复仇女神”黑洞和暗能量之谜在现代科技所能达到的范围内,黑洞和暗能量都是客观存在。但它们具有什么性质,以及它们的存在对宇宙探索有什么意义,都时刻搅扰着科学家驿动的心。