原標題：潛藏在太陽系中的19個“外星”天體

在我們的太陽系中可能隱藏着一小羣來源於另一顆恆星的“外星”天體。新的研究表明，有19顆半人馬型小行星並不起源於太陽系內部。半人馬型小行星是一類軌道通常於木星和海王星軌道之間、偶有類彗星行爲的冰質小行星。在剛剛誕生後不久，太陽逐個或者成批地從一顆近距恆星旁俘獲了它們。

雖然早已知道有一些環繞太陽的小行星並不起源於太陽系，而是行星形成初期被捕獲的，但很難做出具體的判斷。

預測過去

將太陽系45億年的歷史倒推回去是個不小的挑戰。在如此大的時間尺度下，模型中微小的差異會使得結果千差萬別。因此，天文學家採用一種統計方法。在預先選取了一組半人馬型小行星後，然後克隆出數百萬個副本，再對這些副本進行時間上的回溯。

結果發現這些天體曾經具有垂直於太陽系平面的公轉軌道。這些不尋常的極軌道表明它們最初很有可能來源於另一顆恆星。

探索“混沌海洋”

近50億年前，太陽是某個星團中剛剛誕生的衆多恆星之一。太陽形成後，剩下的物質逐漸聚集成一個旋轉的盤，最終形成行星。

但是太陽系形成的細節依然不確定。目前的觀點是，冰質巨行星天王星和海王星互相交換了位置，將一些冰質的碎塊推到了離太陽更遠的地方。或許存在第五顆繞太陽公轉的巨行星，但最後因與其他近鄰恆星的作用而被甩出了太陽系。在太陽系的邊緣可能還隱藏着一顆未知的行星，被稱爲“第九行星”。

所有這些問題都使得追蹤來自其他恆星的小天體的軌道變得無比複雜。不過，天文學家很快發現，知道一個天體最初是如何繞太陽轉動會有所幫助。

2018年，科學家發現，第514107號小行星可能的星際起源。該小行星有着不同尋常的大傾角軌道，意味着它可以達到離太陽系平面上下很遠的地方。由於回溯單個天體的位置是一個挑戰，天文學家最終選擇嘗試了一種新的方法，被稱爲克隆法。

通過將一個小行星的軌道克隆100萬份，就可以在數學家所稱作的“混沌海”中找到半人馬型小行星位於的“穩定島”。這種方法的缺點就是依然無法確定一個給定的半人馬型小行星45億年前的位置，只是在統計意義上知道太陽系初期時某一個小行星可能在哪裏。

尋找“外星”半人馬型小行星

針對19個高軌道傾角的半人馬型小行星，天文學家進行了克隆模擬，結果發現它們的這一軌道特徵可以一直回溯到太陽系早期，不太可能形成於太陽系內。

太陽誕生的時候，附近有很多恆星與之同時形成。之後，這些恆星便分道揚鑣。如果在這些恆星的間距仍很近的時候，行星形成便已開始，那麼近鄰恆星系統中的物質就有可能發生交換。

這些物質交換是同時完成的，還是分次完成的？在將來可以通過確定半人馬型小行星是一起還是逐個來到太陽系來回答這個問題。

該方法發現第514107號小行星的軌道在45億年前依然上下穿過太陽系的行星盤，表明它最初來源於太陽系之外。這同時也指出，應該有更多來自於太陽系之外的高軌道傾角半人馬型小行星。

真是星際天體嗎？

太陽系中存在太陽系外的物質並不奇怪，有一定數量源自於其他恆星的小天體是完全可能的。一些研究表明，大部分這樣的外星物質可能隱藏在奧爾特雲中。後者是一個包裹着太陽系的、由冰質物質組成的球狀雲團，距離太陽數千天文單位。1個天文單位等於地球到太陽的平均距離。

有觀點質疑上述研究是否能夠支持其結論，主要擔心源於克隆方法不適用於十億年量級以上的時間尺度。對於幾千萬年的時間尺度這種方法可能是有效的，但是其固有的混沌性可能讓模型在45億年的時間尺度上失效。因爲做這種反向計算並得到有代表性的結果本身就非常困難。

另一個擔心是該工作在計算時忽略了行星遷移的影響，這可能非常重要。但這些小行星的極軌道意味着，它們只會非常短暫地經過行星遷移能影響的區域，包括假設的第九行星。這種新的方法可以耐受一些太陽系早期的未知情況。其結果不會受到精調的影響，總是可以得到唯一的結論：這19顆半人馬型小行星都來自於其他恆星。( 江蘇省天文學會)

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