太陽系之外的世界是怎樣的？來看看天文學家們是如何解釋的

2023.04.08 云南

在公認的由八大行星組成的太陽系之外，是一組由小行星和矮行星組成的柯伊伯帶。而在柯伊伯帶之外，還有一片叫做奧爾特云的區(qū)域，那里是彗星的聚集地。再往外，就是和距離太陽系最近的星系——由三顆恒星組成的半人馬座阿爾法星系的空曠地帶。繼續(xù)向外，就是銀河系其他的部分了。

關于太陽系的邊緣，有幾種不同的說法。海王星外，也就是離太陽系最遠的那顆行星，抑或是柯伊伯帶，甚至是奧爾特云的邊界。在海王星之外，還有像冥王星、賽德娜、鬩神星等被稱為跨海王星天體的巖石天體，它們延伸到了100個天文單位。除此之外，在距離太陽近2光年的奧爾特云中還有大量彗星。在奧爾特云之外就是星際空間，可以開始真正的星際之旅的地方。

星際空間或者叫深空，實際上只是空間中任意的一個地點，是由太陽發(fā)射的粒子減速到亞音速的地方。它只有一個相對模糊的定義，因此人們有一些不同的觀點。我們也可以有其他的定義（也許是可替代的定義）。因此，越深入星際空間，物質和粒子也會越少，直到你“撞”上其他恒星系統(tǒng)，還有流浪的天體、彗星、隨機的小行星、黑洞、各種不同的單恒星、外星人等。

從星際空間看太陽系【圖源：Space Engine】

在太陽系之外，還有其他東西嗎？

答案當然是肯定的，那就是太陽系外行星。迄今發(fā)現(xiàn)的最年輕的系外行星的壽命還不到100萬年，它圍繞著距地球420光年遠的Coku Tau/4恒星運行。天文學家從環(huán)繞恒星的一個塵土飛揚的圓盤上的一個大洞推斷出了這顆行星的存在。這個洞的大小是地球公轉軌道的10倍，可能是行星在繞恒星公轉時清除塵埃中的一個空間造成的。

什么是太陽系外行星呢？顧名思義，它們是在我們太陽系之外的行星。在過去的二十年里，人們發(fā)現(xiàn)了上千個這樣的天體，其中大多數(shù)都是用開普勒望遠鏡發(fā)現(xiàn)的。這些世界有各種各樣的大小和軌道。有些是緊挨著母星的巨行星；另一些是冰行星，有些是巖石行星。美國航天局和其他機構正在尋找一種特殊的行星：一種與地球大小相當，在宜居帶圍繞一顆類似太陽的恒星運行的行星。

宜居帶是一個與恒星的距離范圍，在這個范圍內，行星的溫度允許液態(tài)水形成海洋，而這對地球上的生命至關重要。該區(qū)域最早的定義是基于簡單的熱平衡，但目前對宜居帶的計算還包括許多其他因素，包括行星大氣的溫室效應，這使得宜居帶的邊界很模糊。

綠色部分為宜居帶【圖源：Universe Sandbox2】

HIP 6271，位于宜居帶的類地行星可能存在海洋【圖源：Space Engine】

天文學家于2016年8月宣布，他們可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這樣一顆圍繞著半人馬座比鄰星運行的行星。研究人員稱，這個新發(fā)現(xiàn)的世界，叫做比鄰b，體積大約是地球的1.3倍，這表明系外行星是一個巖石世界。

半人馬座α三星系統(tǒng)（Alpha Centauri）【圖源：Universe Sandbox2】

比鄰b（Proxima b）【圖源：Space Engine】

太陽系外行星是太陽系外的行星。第一個可能表明系外行星的證據(jù)是在1917年發(fā)現(xiàn)的，但沒有得到承認。第一次確認發(fā)現(xiàn)是在1992年。隨后確認了另一顆行星，最初是在1988年發(fā)現(xiàn)的。截至2020年1月1日，在3090個系統(tǒng)中有4160個已確認系外行星，其中676個系統(tǒng)有多個行星。

探測系外行星的方法有很多。凌日法和多普勒光譜發(fā)現(xiàn)最多，但這些方法有明顯的觀測偏差，有利于探測恒星附近的行星；因此，85%的探測到的系外行星位于潮汐鎖定帶內。在一些情況下，在恒星周圍可以觀察到多個行星。大約五分之一的恒星有地球大小的行星位于宜居帶內。假設銀河系中有2000億顆恒星，我們可以估計銀河系中有110億顆可能適合居住的地球大小的行星，而如果包括圍繞眾多紅矮星運行的行星，這個數(shù)字將上升到400億。