當其它恒星穿過太陽系會發生什么？

凡是我們會把太陽系統（恒星系統）視為一個不變年夜部門為恬靜的處所。當然也會發現行星和其他軌道上的天體味每隔一段時候在彗星或小行星四周殘虐，但年夜大都環境下環境是不變的。即使偶然的星際旅客也不會帶來太年夜的風險，至少不會影響這個系統的完整性。可是整個太陽系正在銀河系中扭轉，這意味著稀有千億次與其它恒星進行“緊密親密親吻”的機遇。

圖注：7萬年前一顆被稱為Scholz星的褐矮星，正好位于其焦點點燃氫聚變的零界點上，穿過了太陽系的奧爾特云。然而與插圖分歧的是，它仍然不克不及被人眼看到。圖片信息及版權：José A. Peas/SINC

那么多久才會有一場如許的親吻呢？潛在的危險又是什么？若是有一顆恒星從太陽四周顛末，環境會有多糟糕？那么有多年夜距離的接近才會造當作嚴重的危險？發生如許事務的概念又是幾多？這些可能性的規模很廣，下文讓我們來看看現實可能發生的環境吧。

圖注：銀河系和四周天空的恒星密度圖，清楚地顯示了銀河系，巨細麥哲倫云，若是你細心不雅察，NGC104在SMC的左邊，NGC 6205略高于和在左邊銀河焦點和NGC 7078稍低。總而言之，銀河系在其盤狀區域包含了約2000億顆恒星。圖片信息及版權：ESA/GAIA

最好的估量是銀河系中有2千億到4千億顆恒星。固然恒星的巨細和質量各不不異，但年夜大都恒星（每4顆中約有3顆恒星）都是紅矮星，其質量是太陽質量的8％至40％之間。這些恒星的物理體積與太陽附近，平均約為太陽直徑的25％。

所以大要知道銀河系有多年夜：一塊厚約2000光年的光盤，直徑約10萬光年，中間隆起的半徑約為5000光年~8000光年。相對于太陽而言，典型恒星的活動速度年夜約為20公里/秒：年夜約是太陽（以及所有恒星）經由過程銀河系自己運行速度的十分之一。

圖注：盡管太陽系在銀河系的平面內離中間約25000光年~27000光年，但太陽系行星的軌道偏向與星系完全紛歧致。圖片信息及版權：Science Minus Details

這些是銀河系內恒星的統計數據，但在這里忽略了良多細節，一些危險和細微的不同，就像我們是否處于旋臂上的密度轉變一樣，事實上有更多的中間恒星及外圍星（太陽在邊緣的中心）、太陽系軌道相對于星系的傾角、都取決于太陽系如許的恒星是否處于銀河系中間的細小轉變。可以忽略這些的原因是從近似值來看，這些數字讓科學家可以或許計較出星系中恒星距離太陽特心猿意馬距離的頻率，是以可以預估到太陽系能經常碰到各類各樣的影響的可能。

圖注：太陽和很多離太陽近的恒星之間距離是切確的，年夜標準恒星規模圖。圖片信息及版權：Andrew Z. Colvin / Wikimedia Common

科學家計較方式很是簡單：計較恒星的數密度，橫截面（界說為但愿另一顆恒星接近本身的距離）以及恒星相對移動速度，然后將它們相乘就能獲得碰撞率。碰撞率的這種計較方式對于從粒子物理到凝集態物理物理的所有應用都是有效的（對于專家來說，這根基上是Drude模子（德魯德模子），也同樣合用于天體物理學。假設銀河系有2000億顆恒星，恒星是平均分布在整個盤(忽略凸起)上，這20公里/ s是恒星相對（自己）移動的速度，若是繪制（下圖）的相對速度與離太陽距離的關系，這就是所能獲得的。

圖注：銀河系內恒星有可能在太陽某個距離內顛末的頻率。這是一個對數坐標圖，y軸為距離，凡是需要期待x軸呈現如許事務的時候。圖片信息及版權：E. Siegel

如許就能知道，平均而言可以預估一顆恒星在宇宙汗青上最接近太陽的距離約為500 AU（天文單元（1AU=1496x10^5千米），或者約是從太陽到冥王星的距離的十倍。每十億年，一顆恒星會進入距離太陽年夜約1500AU（天文單元），接近零星的柯伊伯帶的邊緣。更常見的是年夜約每30萬年擺布，就會有一顆恒星在距離太陽為1光年處。

圖注：這是我們太陽系對數視圖一向延長到比來的下一個恒星系統，圖顯示了小行星帶，柯伊伯帶和奧爾特t云的延長。固然穿過奧爾特云的恒星可能是常見的，但極不成能經由過程比這更近的距離。圖片信息及版權：NASA

這對我們太陽系行星的持久不變性是有利的。按照太陽系45億年的汗青，一顆恒星接近任何行星的可能性與太陽到冥王星機幾率的一萬分之一，一顆恒星與太陽接近一顆行星的可能性（這將嚴重粉碎軌道并引起彈射）小于1億~10億分之一。這意味著銀河系中另一顆恒星顛末并造當作嚴重堅苦的可能性很是低。但也不克不及否認如許極低事務不會發生。

圖注：熟行星和外行星的軌道都遵循開普勒心猿意馬律。即使冥王星在任何可感知的距離內呈現顛末恒星的幾率都很是低。圖片信息及版權：NASA / JPL-Caltech / R. Hurt, modified by E. Siegel

可是當恒星經由過程奧爾特云（界說為距離太陽1.9光年）的過程中，可能已經跨越了40000次，粉碎了年夜量的冰體。當經由過程太陽系時，恒星會很有趣，因為兩個身分連系：

1、奧爾特云的天體與太陽系“很是松散”（因為太陽的感化力相對很微弱），這意味著一個很是小的引力就足以光鮮明顯改變它們的軌道。

2、恒星很是年夜，所以一顆恒星離這些天體的距離與太陽是距離不異，也它可足以改變軌道。

所以無論我們何時碰到與一顆正在流離恒星緊密親密接觸，都有可能在接下來的幾百萬年內與來自奧爾特云的傳入天體發生碰撞，從而增添風險。

圖注：柯伊伯帶是太陽系中已知天體數目最多的處所，但奧特云，更暗淡，更遙遠，不僅包含更多，并且更可能像另一顆恒星那樣顛末的質量擾動。需要注重的是：所有柯伊伯帶和奧爾特云天體都以相對于太陽極小的速度移動。圖片信息及版權：NASA and William Crochot

換句話說，一顆恒星的影響不會較著影響到冰涼彗星般的天體進入太陽系內部，直到別的20顆恒星與太陽系親密接觸！這是有問題的，因為在我太陽四周顛末比來的一個恒星系統，Scholz恒星(它在7萬年前就已經發生了)距離有20光年遠。然而這個闡發有一個潛在的樂不雅之處：當太陽系在比來500光年規模內是能更好地繪制和理解星體及其活動，可以更好地展望何時何地流離恒星會影響奧爾特云的天體。若是存眷的是顛末恒星標的目的內“彈射”天體的行星防御（地球安危），這類常識是顯而易見是下一步應該去摸索把握的！

圖注：WISEPC J045853.90 + 643451.9以綠色顯示，是美國宇航局廣域紅外勘測資本探測器或WISE發現的第一個超低溫褐矮星。這顆恒星位于距離我們約20光年的處所，為了不雅測整個天空并獲得可能在太陽四周顛末的恒星，導致今天可能呈現的奧爾特云風暴，將不得不擴年夜到500光年規模。圖片信息及版權：NASA/JPL-Caltech/UCLA

這將需要建造廣域測量千里鏡，可以或許看到很遠微弱恒星的處所。美國宇航局（NASA）的廣域紅外勘測探測器（WISE）使命就是這個原型，但它可以不雅察到最微弱，最常見恒星的距離受到其尺寸和不雅測時候強烈限制。一架全天空紅外太空千里鏡可以將我們四周的鄰人描畫出來。可以知道什么時候，從什么偏向，可能達到的什么星引起這些擾動在奧爾特云天體。

引力是彼此感化一向在發生，因為即使太空中恒星之間有很年夜的距離，奧爾特云也是龐大的，并且在長時候標準上有不少機率會影響到太陽系內部。若是有足夠的機遇，你可以想象的一切城市發生！但對于我們這些生命短暫的生物來說這太長了，一代人不外戔戔80載，而宇宙時候長河中，天體事務的發生不是以億年為單元就是以數萬年為單元！

博科園-科學科普｜文 / Ethan Siegel / Forbes Science /S.W.A.B