[비즈한국] 2011年6月25日，哈勃太空望遠鏡將目光投向了海王星。由於冥王星在下方的照片拍攝前5年就失去了太陽系行星的地位，海王星已然成為太陽系官方認可的最後一顆行星。海王星現在被視為離開太陽系前遇到的最後一顆行星，即最後的關口。
然而，事實上太陽系在海王星之外仍在繼續延伸。海王星之外還有許多更小的天體，數量多得超乎想象。尤其是當越過海王星軌道後，科學家接連發現了許多沿著巨大的橢圓軌道執行的小天體。這些天體被稱為海王星外天體（TNO）。目前發現的TNO數量已超過3000個。它們繪製出特徵鮮明的巨大橢圓軌道，近至日地距離的100倍，遠至200~300倍。
曾有研究發現，TNO的橢圓軌道在分佈上存在偏向某一側的現象。這與原先認為TNO會隨機分佈的預期不同，是一種令人費解的分佈。為了解釋這一現象，一些天文學家提出了可能存在尚未被發現的“第九大行星”的可能性，認為它隱藏在TNO軌道分佈不均勻的另一側。而且提出這一觀點的人正是促使冥王星被逐出行星行列的天文學家，人稱“冥王星殺手”的邁克·布朗（Mike Brown），因此該論調受到了廣泛關注。
天文學家們在黑暗中尋找太陽系“真正”最後一顆行星的狩獵行動至今仍未結束。目前尚未證實第九大行星的存在。或許是因為有其他根本性的原因嗎？
最近，關於這一點出現了一項非常有趣的分析結果。或許我們太陽系演變成現在的模樣，並非是因為第九大行星，而是另有他因。那就是在太陽系剛形成不久後，一顆幾乎與太陽相當的恆星曾深入太陽系內部，與我們擦肩而過。
目前發現的TNO大致分為三類。首先是屬於柯伊伯帶的天體，它們在海王星軌道內外執行著近乎完美的圓形軌道。其次是執行著巨大橢圓軌道，頻繁跨越海王星軌道內外側的天體，代表性天體是賽德娜（Sedna）。最後還有像彗星一樣，以近60度角大幅傾斜軌道執行的天體。
無論如何，TNO都是被太陽引力捕獲的太陽系成員。但由於它們處於極外圍，不僅僅受到太陽引力的影響。它們的軌道同時也受到太陽系外、可能隱藏在黑暗中的其他天體的共同影響。因此，它們的軌道分佈成為展現黑暗彼端隱藏著什麼、位於何處的重要指南。
天文學家們思考了太陽系在過去是否經歷過某種與其他恆星在相對較近的距離內“擦肩而過”的“飛掠（flyby）”。事實上，恆星與恆星之間近距離擦肩而過的情況非常普遍。即便是在恆星密度很低、荒蕪空曠的星團中，整個恆星群體中發生恆星間飛掠的比例也在1%以上。每一顆恆星都必然能感受到其他恆星的存在。不存在從誕生到消失，一生中從未與其他任何恆星進行過任何相互作用而孤獨終老的恆星。
天文學家們進行了大量的模擬計算，並對比了結果，以驗證是否能重現今日太陽系中觀測到的TNO軌道。
根據模擬結果，假設一顆質量約為太陽80%、略輕的恆星曾以距離太陽約100AU的距離經過，最能完美重現太陽系現在的樣子。100AU左右的距離，大約是目前日海距離的四倍略少。這處於今日圍繞太陽執行、軌道大幅扭曲的長橢圓軌道TNO的範圍之內。約為165億公里。旅行者號探測器在飛離海王星軌道、離開太陽系時拍攝的“暗淡藍點”照片，距離地球約為60億公里。165億公里大約是旅行者號拍攝“暗淡藍點”時距離的2~3倍。這與其說是恆星掠過太陽系邊緣，倒不如說實際上已經深入了太陽系內部。推測這兩顆恆星的邂逅發生在太陽系形成僅1000萬年後的極早期階段。
過去深入太陽系內部的恆星引力相互作用，對繞太陽執行的行星、小行星和小型天體的軌道產生了重大影響。特別是繞行太陽系邊緣的小天體軌道發生了劇烈波動，變成了被拉長的橢圓，軌道傾角也變得非常嚴重。這比單純假設存在第九大行星更能完美解釋目前太陽系邊緣小天體的分佈情況。
這種兩顆恆星的飛掠不僅影響了太陽系邊緣，還在內部引起了各種連鎖反應。現在觀察木星和土星等氣態巨行星周圍的衛星，可以看到其中一些衛星與其他衛星不同，呈現出相反方向的“逆行”。這些衛星很難看作是中心行星在最初誕生時一起形成的。相反，它們可以被視為後來從外部捕獲的衛星。根據模擬，在所有TNO中，約有7%被牽引至太陽系內部。這很好地說明了在其他恆星經過太陽系附近的過程中，許多處於太陽系邊緣的小天體被更深地拖入太陽系內部，最終被木星和土星的引力捕獲，從而成為了逆行或軌道大幅傾斜的衛星。
一些天文學家進一步推測，這兩顆恆星的偶然近距離接觸可能為我們的地球帶來了特殊的幸運。例如，這可能是導致地月系統形成那場“大碰撞”的原因。此外，這還有可能是一個契機，使原本漂浮在太陽系最外圍寒冷邊緣的冰質天體大量湧入包括地球在內的太陽系內部，為地球供應了冰凍的水和有機物質。事實上，許多天文學家現在不僅僅在地球上尋找地球生命的起源，還敞開思路，探討了外星物質可能隨小行星或彗星等冰質天體飛抵地球並供應養分的可能性。
目前太陽系外最近的恆星是比鄰星，以光速飛行約4.2年即可到達。包括太陽在內的周圍恆星並非靜止不動。它們正以各自不同的方向和速度在銀河系空間中穿梭。因此，根據時期不同，各恆星間的距離也會發生變化，太陽系最近的恆星也會更迭。大約4萬年後，曾經離我們最近的比鄰星會稍微遠去，一顆名為Ross 248的恆星將靠近到最近距離。屆時，這顆恆星將接近到距離太陽系約3光年左右的範圍內。與此同時，早已離開太陽系外圍的旅行者號也在宇宙空間中穿行，並經過其他恆星身旁。4萬到5萬年後，旅行者1號將以不到1光年的距離經過一顆名為Gliese 445的恆星身旁。那時，人類製造的旅行者1號距離最近的恆星將首次不再是我們的太陽，而是另一顆恆星。
目前的太陽是一顆不屬於特定星團的孤獨恆星。儘管宇宙中近一半的恆星都是擁有伴星的雙星系統，可憐的太陽卻孤身一人。但這並不意味著它從未與任何其他恆星發生過相互作用。即便是像擦肩而過般比較輕微的相互作用，太陽也必然在很久以前就一直與外界進行著交流。今日在太陽系邊緣發現的那些被大幅扭曲的TNO和小天體分佈，證明了我們的太陽也絕對是與宇宙中眾多存在相互影響、並不孤獨的個體。
有一種說法叫“宇宙論認知”。即認識到宇宙中看到的一切都在受到看不見的事物的影響，所有已知的事物都與所有未知的存在相連。今天，我們看著太陽系邊緣的天體，想象著在那之外的星際空間裡正在發生著什麼。我們正在確認，在那被稱為太陽系的巨大圍欄之外，我們確實與外部世界緊密相連。
參考
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02349-x
作者池雄培（Ji Woong-bae）是誰？他熱愛貓和宇宙。小時候在看了《銀河鐵道999》後，立志要將宇宙的美麗傳播給世人。目前在延世大學銀河演化研究中心及近宇宙論實驗室研究銀河系透過相互作用的演化，並進行演講和寫作等各種科學傳播活動。著有《曖昧的觀測臺》、《整天想宇宙》、《星，光的科學》等書籍。