[비즈한국] 2011年6月25日，哈勃太空望远镜将目光投向了海王星。由于冥王星在下方的照片拍摄前5年就失去了太阳系行星的地位，海王星已然成为太阳系官方认可的最后一颗行星。海王星现在被视为离开太阳系前遇到的最后一颗行星，即最后的关口。
然而，事实上太阳系在海王星之外仍在继续延伸。海王星之外还有许多更小的天体，数量多得超乎想象。尤其是当越过海王星轨道后，科学家接连发现了许多沿着巨大的椭圆轨道运行的小天体。这些天体被称为海王星外天体（TNO）。目前发现的TNO数量已超过3000个。它们绘制出特征鲜明的巨大椭圆轨道，近至日地距离的100倍，远至200~300倍。
曾有研究发现，TNO的椭圆轨道在分布上存在偏向某一侧的现象。这与原先认为TNO会随机分布的预期不同，是一种令人费解的分布。为了解释这一现象，一些天文学家提出了可能存在尚未被发现的“第九大行星”的可能性，认为它隐藏在TNO轨道分布不均匀的另一侧。而且提出这一观点的人正是促使冥王星被逐出行星行列的天文学家，人称“冥王星杀手”的迈克·布朗（Mike Brown），因此该论调受到了广泛关注。
天文学家们在黑暗中寻找太阳系“真正”最后一颗行星的狩猎行动至今仍未结束。目前尚未证实第九大行星的存在。或许是因为有其他根本性的原因吗？
最近，关于这一点出现了一项非常有趣的分析结果。或许我们太阳系演变成现在的模样，并非是因为第九大行星，而是另有他因。那就是在太阳系刚形成不久后，一颗几乎与太阳相当的恒星曾深入太阳系内部，与我们擦肩而过。
目前发现的TNO大致分为三类。首先是属于柯伊伯带的天体，它们在海王星轨道内外运行着近乎完美的圆形轨道。其次是运行着巨大椭圆轨道，频繁跨越海王星轨道内外侧的天体，代表性天体是赛德娜（Sedna）。最后还有像彗星一样，以近60度角大幅倾斜轨道运行的天体。
无论如何，TNO都是被太阳引力捕获的太阳系成员。但由于它们处于极外围，不仅仅受到太阳引力的影响。它们的轨道同时也受到太阳系外、可能隐藏在黑暗中的其他天体的共同影响。因此，它们的轨道分布成为展现黑暗彼端隐藏着什么、位于何处的重要指南。
天文学家们思考了太阳系在过去是否经历过某种与其他恒星在相对较近的距离内“擦肩而过”的“飞掠（flyby）”。事实上，恒星与恒星之间近距离擦肩而过的情况非常普遍。即便是在恒星密度很低、荒芜空旷的星团中，整个恒星群体中发生恒星间飞掠的比例也在1%以上。每一颗恒星都必然能感受到其他恒星的存在。不存在从诞生到消失，一生中从未与其他任何恒星进行过任何相互作用而孤独终老的恒星。
天文学家们进行了大量的模拟计算，并对比了结果，以验证是否能重现今日太阳系中观测到的TNO轨道。
根据模拟结果，假设一颗质量约为太阳80%、略轻的恒星曾以距离太阳约100AU的距离经过，最能完美重现太阳系现在的样子。100AU左右的距离，大约是目前日海距离的四倍略少。这处于今日围绕太阳运行、轨道大幅扭曲的长椭圆轨道TNO的范围之内。约为165亿公里。旅行者号探测器在飞离海王星轨道、离开太阳系时拍摄的“暗淡蓝点”照片，距离地球约为60亿公里。165亿公里大约是旅行者号拍摄“暗淡蓝点”时距离的2~3倍。这与其说是恒星掠过太阳系边缘，倒不如说实际上已经深入了太阳系内部。推测这两颗恒星的邂逅发生在太阳系形成仅1000万年后的极早期阶段。
过去深入太阳系内部的恒星引力相互作用，对绕太阳运行的行星、小行星和小型天体的轨道产生了重大影响。特别是绕行太阳系边缘的小天体轨道发生了剧烈波动，变成了被拉长的椭圆，轨道倾角也变得非常严重。这比单纯假设存在第九大行星更能完美解释目前太阳系边缘小天体的分布情况。
这种两颗恒星的飞掠不仅影响了太阳系边缘，还在内部引起了各种连锁反应。现在观察木星和土星等气态巨行星周围的卫星，可以看到其中一些卫星与其他卫星不同，呈现出相反方向的“逆行”。这些卫星很难看作是中心行星在最初诞生时一起形成的。相反，它们可以被视为后来从外部捕获的卫星。根据模拟，在所有TNO中，约有7%被牵引至太阳系内部。这很好地说明了在其他恒星经过太阳系附近的过程中，许多处于太阳系边缘的小天体被更深地拖入太阳系内部，最终被木星和土星的引力捕获，从而成为了逆行或轨道大幅倾斜的卫星。
一些天文学家进一步推测，这两颗恒星的偶然近距离接触可能为我们的地球带来了特殊的幸运。例如，这可能是导致地月系统形成那场“大碰撞”的原因。此外，这还有可能是一个契机，使原本漂浮在太阳系最外围寒冷边缘的冰质天体大量涌入包括地球在内的太阳系内部，为地球供应了冰冻的水和有机物质。事实上，许多天文学家现在不仅仅在地球上寻找地球生命的起源，还敞开思路，探讨了外星物质可能随小行星或彗星等冰质天体飞抵地球并供应养分的可能性。
目前太阳系外最近的恒星是比邻星，以光速飞行约4.2年即可到达。包括太阳在内的周围恒星并非静止不动。它们正以各自不同的方向和速度在银河系空间中穿梭。因此，根据时期不同，各恒星间的距离也会发生变化，太阳系最近的恒星也会更迭。大约4万年后，曾经离我们最近的比邻星会稍微远去，一颗名为Ross 248的恒星将靠近到最近距离。届时，这颗恒星将接近到距离太阳系约3光年左右的范围内。与此同时，早已离开太阳系外围的旅行者号也在宇宙空间中穿行，并经过其他恒星身旁。4万到5万年后，旅行者1号将以不到1光年的距离经过一颗名为Gliese 445的恒星身旁。那时，人类制造的旅行者1号距离最近的恒星将首次不再是我们的太阳，而是另一颗恒星。
目前的太阳是一颗不属于特定星团的孤独恒星。尽管宇宙中近一半的恒星都是拥有伴星的双星系统，可怜的太阳却孤身一人。但这并不意味着它从未与任何其他恒星发生过相互作用。即便是像擦肩而过般比较轻微的相互作用，太阳也必然在很久以前就一直与外界进行着交流。今日在太阳系边缘发现的那些被大幅扭曲的TNO和小天体分布，证明了我们的太阳也绝对是与宇宙中众多存在相互影响、并不孤独的个体。
有一种说法叫“宇宙论认知”。即认识到宇宙中看到的一切都在受到看不见的事物的影响，所有已知的事物都与所有未知的存在相连。今天，我们看着太阳系边缘的天体，想象着在那之外的星际空间里正在发生着什么。我们正在确认，在那被称为太阳系的巨大围栏之外，我们确实与外部世界紧密相连。
参考
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02349-x
作者池雄培（Ji Woong-bae）是谁？他热爱猫和宇宙。小时候在看了《银河铁道999》后，立志要将宇宙的美丽传播给世人。目前在延世大学银河演化研究中心及近宇宙论实验室研究银河系通过相互作用的演化，并进行演讲和写作等各种科学传播活动。著有《暧昧的观测台》、《整天想宇宙》、《星，光的科学》等书籍。