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太阳伴星,2600万年转回一次,或是它,造成地球周期性大灭绝?

很久以前,宇宙有过一次大爆炸,威力惊天动地,创造了世间万物。又过了很久,宇宙某处发生了一次大爆炸,爆炸的物质和尘埃云充满了整个地方,渐渐物质融合,有了太阳系,诞生了新的星系。

数十亿年后,宇宙内又发生了大爆炸,名叫地球的星球诞生并开始自转。后地球发生了剧烈变动,生命在此后出现并且繁衍。到了白垩纪,小行星撞击地球,地球再一次发生爆炸,生物面临灭绝危机。

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可以说,每一次的大爆炸都给地球带来了巨大的威胁,也给生物生存繁衍带来巨大的挑战,很少有动物能够在这种危机下存活,物种几近灭绝,地球上这种事件被称为“生物大灭绝”。

似乎每个纪元的生命都逃不过被灭绝的命运,只有真正的幸运儿能够侥幸逃脱命运的制裁,这种灭绝就像定期的清扫一般。

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太阳系

对于人类来说,太阳系的形成时间非常古老。而如果对比其他星系,太阳系又显得非常的年轻。

太阳系的八大行星都围绕着这颗几近46亿年的恒星逆时针旋转,里面充斥着各种小型天体和陨石带,但唯一有生命的只有地球。

与众多年轻恒星一样,太阳充满活力,散发着金黄色的光芒和大量的热,强大的引力和磁场,让其在整个星系里也拥有非常广阔的影响范围。即便是距离太阳甚远的冥王星,也依旧要受到来自太阳引力的控制在其自身轨道运转。

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太阳的能量给地球生命的孕育提供了可能性,植物进化出的光合作用,为后期生命计划提供了充足氧气和食物来源。而同时,太阳作为恒星散发出的磁场风暴又是致命的,如果行星不能抵御这种破坏性风暴,就会面临生存威胁。

双星系统

人类对于太阳系的探测已经持续了很长一段时间了,太阳系在众多星系的观察记录里都比较特别,巧合般的行星轨道运转痕迹,恰好的轨道距离点,奇迹般的生命存在迹象甚至有还有文明发展……这些无不在体现着太阳系的特殊。

当然,除了太阳系本身令人非常惊奇外,太阳本身的存在也是比较特别的。

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在宇宙天体的观察系统里,人类发现许多恒星系统里的恒星不止一颗。在天体系统的组成里,由两颗恒星组成的星系一般称作双星系统,其中一颗恒星会围绕着另外一颗恒星运转。

而宇宙中双星系统的数量据推测也是极其繁多,甚至不少于单星。

在人类世界,关于双星系统的形成有着许多种不同的观点,主要集中在重力影响、恒星扰动、质量吸积上,以至于学术界在双星系统成因上没有一个统一的绝对理论。

而信服度较高的理论便是洛希瓣外的伴星质量吸积理论。理论表明恒星在演化过程中“增重”后,或会超出自身的“洛希瓣”范围,届时部分物质就可能会进入伴星的重力中。同时另一颗伴星吸积洛希瓣外溢流出的物质不断增大伴星,形成双星系统。

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当然,双星系统作为常规恒星系中的宇宙天体,并非星系系统例外。因为在此外还有由多颗恒星组成的“多星系统”,比如三颗甚至四颗恒星构成的星系。

这些星系无一例外会有一个巨大的恒星和小型恒星伴行,而其间最让人感到不解的是,恒星之间到底是通过怎样的方式来维持一种平衡,以保证恒星不会互相撕裂?对于这个问题,科学家们进行了深入研究。

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伴星

事实上,在多恒星系统组成前,恒星系统还可能会有围绕着运转的伴星。伴星体积一般较小,很难直接被观察发现。

以天狼星为例,伴星β则是人类最早发现的白矮星。它体积小,密度大,早在1862年就被天文望远镜观察到了,但等到完全确定身份判定出是白矮星却是在1915年。

由于天狼星α亮度非常高,这颗伴星很大程度上在天狼星耀眼的光芒下给掩盖住了,更多时候只观察到了天狼星α。

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而在双星系统中的两颗恒星中,引力和质量更大、更亮的被称为主星,各方面更小的被称伴星。

二者不仅在恒星亮度上有非常大的差距,包括距离上有时也相隔甚远。部分双星甚至会贴得很近,这导致人类观察十分困难,即便用现代最大的望远镜观察也很难看清伴星,对双星进行区分。

因此此后我们选择了光谱判定法,通过光谱分析来确定主星,这种能被天体谱线判断出的双星被称为分光双星。

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另外还有能直接观测到的“目视双星”、周期性变化的“食双星”、发生物质溢流改变的密近双星等等。

而早前根据美国的一位天文学家总结发现,宇宙中大部分的恒星都会存在伴星,太阳也不例外。结合地球此前遭受到的“地外袭击”来看,科学家们猜测,太阳伴星的存在或许会影响地球的生存环境和生命变化,从而导致地球爆发生物大灭绝事件。

双星灭绝假说

在地球历史进程中,有过许多次灭绝事件,最大的灭绝事件截止今天一共有五次,另外还有一种“周期性大灭绝”。

不同于“物种大灭绝”的是,科学家们总结出来的周期性大灭绝事件一般以2600万年为一个周期,地球物种会受到20%-50%左右的灭绝淘汰,其中的几次便有史诗级的灭绝事件,物种毁灭达到75%以上。

就像一种神秘力量在控制着地球上的物种生存一般,每隔一段时间就会抹除多数物种,从而让新物种有生存空间。

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不过生物学家并不认同这种看法,这样的统计分析很有可能是方法错误导致,如果真有周期性事件,原因更多应该在于地球。而早前该观点的最大争议就在于,太阳系中是否有双星系统的干扰导致了物种周期性灭绝。

宇宙中的恒星系统有三分之二的星系都处于双星或者多星系统中,为了更加合理地进行推测假说,科学家们假设了太阳系中的伴星——涅墨西斯。

就像古希腊的复仇女生涅墨西斯一样,每到一个周期便会对地球生物进行清洗。科学家们认为这颗伴星可能是红矮星或者褐矮星,距离太阳在82000个天文单位左右。

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这颗伴星有可能是和太阳在同一时期形成,不过更多人认为这颗伴星是系外天体被太阳引力捕获,成为伴星。

双星灭绝假说推测认为,伴星有2600万年的公转周期,这和地球的周期性灭绝时间相符合,伴星在引力扰动接近奥尔特云带时,会把大量的彗星及小型天体带进了太阳系内部,这让太阳系里的行星都长期处于陨石彗星轰炸状态,使得地球上的生物发生灭绝。

对于这个假说,早前也有人提出过质疑,其表示如果假说成立,那么在整个星系中应该有发现才对。但事实上,作为2600万年转回一次的伴星,无论是质量还是光亮都会比太阳小许多,同时这也是颗暗淡的矮星,自身基本没有可见光。

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上文也有提过,对于难以观测的恒星便可以使用光谱分析的方法来对此进行观测,红矮星发出的射线能够很明显的被仪器捕捉到。但长期以来都没有这颗伴星的光谱记录,因此很难证明这颗伴星的存在,这让双星灭绝假说难以得到较大的支持。

而唯一一条有可能证明双星灭绝说的线索在一颗处于冥王星轨道,名叫塞德娜的矮行星。这是太阳系中最红的天体之一,它的轨道偏心率非常大,近日点只有76个天文单位,整个轨道运行轨迹形似一个长椭圆。

塞德娜极大的偏心率兴许可以侧面证明伴星的存在,当处于近日点时,这颗行星会在近日点被太阳引力影响,使得塞德娜的公转轨道和偏心率受到影响。

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更多的模型推测

早在2010年11月,天体物理学家约翰·马特斯和丹尼尔·惠特米尔在对于奥尔特云带可能存在太阳伴星的记录探测中,以“泰奇”来命名奥尔特云带的小冰体储存库。

这些记录由NASA发射的“WISE”完成,并对其整个小行星带进行完整的扫描。在WISE六个月的观察中,红外波段观察到了一个大型天体的位置发生明显改变,并且被波段识别为一颗褐矮星,目前仍在记录中。

到了2011年,马克斯·普朗克天文研究所的研究人员对这种陨石撞击周期性灭绝假说提出了质疑和驳斥。

其表示,在太阳系外的确存在许多小型天体和陨石带,包括一些巨型彗星储存库,在太阳系外形成一种“外壳”。

彗星或小行星的撞击和地球上的灭绝事件也确实存在关联,毕竟地球表面可识别的陨石坑也有上百个,这些陨石坑见证了这些毁灭。

但是作为一个研究模型来讲,这样的统计推论数据容易进入“统计陷阱”,地球在过去和现在一样都遭受着这些威胁的重大影响。而如果使用“贝叶斯统计”的方法,倒是能够避免传统分析对撞击坑数据的统计陷阱,但这样的统计直接排除了灭绝周期性的可能性。

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对于这种统计的结果,研究人员解释这种趋势可能只是反映了更年轻的陨石坑比更古老的陨石坑更容易寻找到。如果只将观察时间限度低于4亿年,在地球35公里范围内的陨石坑便没有这种趋势。

而两种实验数据的统计都没有直接证据来对伴星存在的影响进行证明,双星灭绝的假说逐渐在学术界失去支持。

或许在以后,像涅墨西斯这样的复仇伴星可能将会成为一个神话传说。但太阳在未来几百万年的时间里仍有可能会出现一个“伴星”。

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结语

无论是哪种观测方法和统计结果,大灭绝事件在地球的历史上都有发生,而且这种“伪周期性”的灭绝循环也在未来给人类蒙上了一层阴影。在未来,我们是否还有机会发展,是否会遇上这种灭绝危机一切还不能够确定。

而对于太阳伴星的观测也一直没有间断,NASA在近几年的观测中把塞德娜作为2075年的观察对象。在这个时期,塞德娜会靠近近日点,是很好的观察范围,以此来探寻更多伴星的可能性。

太阳作为一颗年轻的恒星,至少在成为红巨星前,太阳本身是不会成为伴星的,周围也没有比它更年长的恒星天体。不过以今天人类对地球的破坏来看,也许下次的灭绝可能不是伴星,而是我们自己。

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