銀河系有幾千億顆恒星,太陽在其中飛馳,爲何沒有“撞車”?

魅力科學君 2024-04-21 18:27:49

當我們在地球上感受歲月靜好的時候,地球其實一直在載著我們在圍繞著太陽公轉,其速度大約爲每秒30公裏,太陽也不是固定不動的,它也一直在“帶領”著太陽系中的衆多天體在銀河系中高速運動,其速度約爲每秒230公裏,而銀河系中的恒星數量約爲2000億至4000億顆,太陽只不過是其中之一。

那麽問題就來了,銀河系有幾千億顆恒星,太陽在其中飛馳,爲何沒有“撞車”呢?總的來講,這主要有兩個原因。

第一個原因是,銀河系所占的空間實在是太大了,以至于即使幾千億顆恒星分布在其中,也顯得極爲稀疏,有多稀疏呢?根據科學家的估算,銀河系中的恒星平均密度大約爲每立方光年0.006顆,換句話來講就是,在銀河系之中,恒星之間的平均距離大約有5.5光年。這是什麽概念呢?

這樣說吧,1光年大約是9.46萬億公裏,太陽的直徑約爲139.2萬公裏,而足球的標准直徑是22.1厘米,現在我們假設有兩顆與太陽體積一樣大、速度一樣快的恒星,它們之間的距離爲5.5光年,在這種情況下,如果我們將這兩顆恒星縮小到足球那麽大,那麽在同等比例縮小之後,它們之間的距離就大約爲8260公裏,而它們的運動速度,則會縮小至大約每秒0.0365毫米。

想象一下,兩個相距8260公裏的足球,分別以每秒0.0365毫米的速度隨機運動,它們“撞車”的概率有多低?

但這還沒完,因爲第二個原因會讓這個概率進一步降低,這個原因就是:在銀河系內,恒星的運動表現爲一種有序而規律的狀態,絕大多數恒星的運動並不是隨機的,而是遵循著一種相對穩定的軌道圍繞著銀河系中心運行,進而使得銀河系作爲一個整體呈現出旋轉的特性。

正是因爲以上兩種原因,太陽才沒有與別的恒星“撞車”。當然了,銀河系中的幾千億顆恒星也不可能做到完全同步地運行,它們之間或多或少都會有一些相對速度,而太陽形成于大約46億年前,所以我們不難想象,在如此漫長的時間裏,應該有一些恒星從太陽附近的空間掠過。

實際上,在天空中位于麒麟座方向、距離我們大約22光年的“WISE 0720-0846”,就可能是這樣一顆恒星。

“WISE 0720-0846”又稱“舒爾茨之星”(Scholz's Star),其質量約爲太陽9.5%,它是一顆紅矮星,科學家發現,這顆恒星目前正在遠離我們而去,並且它相對于我們的切向速度非常低,以至于幾乎可以忽略不計,而與之對應的是,在太陽系外圍區域,大約有400個小天體都具有“誇張的雙曲線軌道”,這說明了過去的日子裏,它們曾經短暫地受到過某種強大引力源的幹擾。

所以一個合理的推測就是,在遙遠的過去,“WISE 0720-0846”很可能曾經從距離太陽很近的位置上“路過”,于是科學家利用已知的觀測數據(如它位置、運動方向和速度以及銀河系的引力場等)對其進行了建模,進而估算出,在大約7萬年前,這顆恒星曾經從距離太陽大約0.82光年的位置上掠過。

需要知道的是,太陽系的半徑就有大約1光年(以奧爾特雲爲界),也就是說,按這樣的估算值來算,“WISE 0720-0846”其實已經是闖入了太陽系之內了。

那麽,既然過去很可能有恒星闖入過太陽系,那在未來會不會還有別的恒星再次闖入呢?答案是:有可能。

根據蓋亞衛星發回的觀測數據,科學家發現,有一顆名爲“格利澤710”(Gliese 710)的恒星正在不斷向太陽接近,這顆恒星在天空中位于巨蛇座,距離我們大約62光年。

根據科學家的估算,在大約130萬年之後,“格利澤710”就會闖入太陽系,而屆時它與太陽的最近距離,可以低至0.1663光年左右。

可以看到,這樣的距離可比“WISE 0720-0846”近多了,在此基礎上,再加上“格利澤710”還是一顆質量比“WISE 0720-0846”大得多的橙矮星,其質量約爲太陽的57%,所以科學家普遍對此表示擔心。

可以想象的是,一顆質量如此巨大的恒星闖入了太陽系之後,太陽系中的衆多小天體的運行軌道都會受到明顯的幹擾,進而導致地球遭到小天體撞擊的風險大幅提升,甚至地球的運行軌道,都有可能受到影響,這對于人類來講,顯然不是什麽好消息。

總而言之,在太陽的運動過程中,盡管它撞上與銀河系中別的恒星“撞車”的可能性微乎其微,完全可以忽略不計,但從長遠來看,別的恒星近距離掠過太陽所帶來的風險卻不可忽視。

幸運的是,就算“格利澤710”在未來真的會闖入太陽系,人類還有130萬年的時間來發展,或許我們可以樂觀地認爲,到那個時候,人類的科技水平已經足夠發達,應該有能力應對這樣的事情。

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