太陽系有多少是由外來物質構成的？“少之又少”

新浪科技訊北京時間10月26日消息，據國外媒體報道，在太陽系中探測到的星際天體引發了一個有趣的問題：太陽系有多少是由外來物質構成的？而新研究發現，答案是“少之又少”。

天文學家目前只探測到了兩位星際間來客：一位是2017年發現的、難以分類的“奧陌陌”；另一位是此後不久發現的彗星鮑裏索夫。這兩個天體在空曠的星際之間往往需要飛行數萬年之久，相比之下，它們在太陽系裏待的時間相對較短，只有幾年而已。

它們的來訪讓人們不禁思考，有多少個這樣的星際天體正在從銀河系中穿過呢？如果太陽系是由它們飛過時產生的碎片形成的，那麼這個數字很可能多達成千上百萬億。但這個想法又引發了另一個問題：太陽系有多少成分是“本地物質”，又有多少是由被捕獲的太空垃圾構成的呢？

到目前爲止，我們尚未探測到任何圍繞太陽旋轉的系外天體。最接近這一描述的只有由細小的塵埃碎片構成的微流星體。但探測不到並不意味着它們不存在，也許真的有一些外來岩石蟄伏在暗影中。我們連小行星帶中大型石塊的分佈都還沒有弄清楚，更別提太陽系外層的柯伊伯帶了，後者要遙遠得多，觀測難度自然也大得多。

但若想在這些石塊中逐塊尋找外來小行星或彗星，將是個極其痛苦而緩慢的過程。如果我們不知道外來岩石的出現概率，難度更是無法想象。

是去是留？

在一項發表在論文預印網站arXiv上、且已經由《行星科學期刊》接收的新研究中，研究人員試圖對被捕獲進入太陽系的星際間天體數量進行估測，並監測它們在太陽系中停留的時長。

研究人員開展了大量計算機模擬。他們研究了276691個從各種方向、以各種速度進入太陽系的天體的行爲，然後對這些模擬天體過去10億年間的演化過程展開追溯。

他們發現，大多數星際間天體在太陽系裏都不會存活太久。如果它們進入木星軌道以內、開始圍繞太陽旋轉，就很可能與木星“近距離接觸”，結果要麼被木星吞食，要麼被甩出太陽系。而如果外來天體的軌道平面接近其它行星，也有可能在這些太陽系原始成員的引力合併作用下，被甩出太陽系。

雖然有些外來天體在太陽系裏成功停留了數百萬年，但也也並不意味着它們就在這裏定居了。當它們被太陽捕獲時，它們的軌道往往又細又長。我們可能要讓這些天體沿着軌道轉上好幾圈，才能看清它們是否會在這裏長期生活下去，一百萬年就這麼過去了。

最後的結論是，外來天體很難在太陽系中長時間停留下去。在超過27萬個模擬天體中，只有13個停留了5億年以上，超過10億年的更是僅有3個而已。

披着羊皮的狼

既然我們已經得出了“外來天體在太陽系中待不長”的結論，還剩下另一個問題還沒有解決：有多少天體正在從太陽系中穿過。如果這個數字很大，那麼儘管“存活率”不高，太陽系中仍然會充滿星際來客。

以下估測有點推斷的成分在裏面，因爲它主要基於行星形成模型、以及從“奧陌陌”和鮑裏索夫彗星身上搜集到的極其有限的信息。

太陽開始成形時是被圍嵌在一個巨大的恆星星團中的。由於太陽當時離其它正在形成的恆星（以及行星系）很近，捕捉到外來物質的幾率比現在大得多。研究人員估測，太陽在誕生期捕獲的天體質量相當於地球的1000分之一，可以形成六顆像矮行星穀神星那麼大的小行星。而在太陽系誕生後的數十億年間，每年都會遇到幾顆像“奧陌陌”和鮑裏索夫彗星這樣的外來天體。

總的結論是，太陽系中不會有許多外來物質。據研究人員估算，太陽系在形成期從外來天體身上捕獲的物質質量只有地球的10億分之一，在此之後捕獲的量還要再減少一千倍，勉強只夠形成一顆直徑10公里的小行星。

這一研究結果有兩大重要意義。首先，由於外來天體實在太過罕見，我們不需要花費精力去尋找它們；其次，認爲生命可能源自它處、後被帶至地球上的“泛種論”其實站不住腳，因爲能夠飛過星際空間、來到太陽系、進入穩定軌道、然後撞上地球的物質實在太少太少了。（葉子）