[비즈한국] 曾經，像“奧陌陌”（'Oumuamua）和“3I/ATLAS”這樣神秘的天體突然造訪了太陽系。它們從太陽系外遙遠的恆星系飛來，快速掠過太陽附近。奧陌陌展現出了意料之外的加速，而3I/ATLAS則被確認是第三個從太陽系外闖入的星際天體。人們甚至一度幻想，它們會不會是外星文明派來的飛船。
然而，迄今為止並沒有證據表明這些天體是人造物。無論是奧陌陌還是3I/ATLAS，最終都被認為是由於從其他恆星系中被拋射出來，由岩石和冰組成的自然天體。
但是，在極其久遠的過去，曾有一個比它們巨大得多的存在造訪過太陽系。那並不是一顆彗星或小行星，而是一顆恆星完整地擦過太陽系邊緣。
不過，這並不是指這顆恆星穿過了地球與木星之間。它經過的地方是比行星系遠得多的地方，即像巨大雲團一樣包圍著太陽系的“奧爾特雲”。更驚人的事實是，這個事件可能並未徹底成為過去。大約250萬年前掠過的那顆恆星所擾動的彗星，至今仍在長達數百萬年的時間跨度裡不斷墜入太陽系內部，且這種影響很可能延續到了今天。
留下這一痕跡的恆星名為HD 7977。太陽系並非漂浮在空曠宇宙中的孤島。太陽圍繞銀河系中心公轉，周圍的恆星也以不同的速度和方向運動。在極長的時間尺度下，恆星與恆星之間的距離會不斷變化。絕大多數恆星掠過時都距離遙遠，對太陽系沒有任何影響。但偶爾會出現一顆近距離逼近的恆星，足以強烈震動奧爾特雲。
最著名的案例是“舒爾茨星”（Scholz's star）。這顆昏暗的聯星系統目前距離太陽約22光年，約7萬年前曾逼近至距離太陽約5萬AU（天文單位）的位置。雖然是太陽與地球距離的5萬倍，但考慮到奧爾特雲的規模，這實際上已經穿過了其內部。
舒爾茨星也有可能改變了部分彗星的軌道。但這一事件僅發生在7萬年前。從奧爾特雲出發的彗星要到達太陽系內部，通常需要數十萬到數百萬年。舒爾茨星引發的彗星潮，其真正影響可能尚未顯現。
相比之下，HD 7977透過太陽系的時間要久遠得多。即使這顆恆星擾動的彗星現在抵達太陽系內部，在時間上也不足為奇。奧爾特雲是距離太陽系最遙遠的小天體倉庫。雖然從未被直接觀測到其真實面貌，但推測其為從距離太陽幾千到幾萬AU，甚至廣達10萬AU的巨大球形結構。
其中可能蘊含著數十億到數萬億顆冰質天體。繞太陽一週需要數十萬到數百萬年的長週期彗星，大多源自於此。平時，銀河系圓盤的引力會一點點拉扯奧爾特雲，這被稱為“銀河潮汐力”。銀河潮汐力會緩慢扭曲彗星的軌道，改變其與太陽最近的近日點距離。其中一部分墜入木星和土星軌道以內時，便成為我們能夠觀測到的長週期彗星。
這一過程並非完全隨機。如果銀河潮汐力是主要原因，那麼進入太陽系內部的彗星軌道方向應保留相對於銀河系圓盤的特定偏向。簡單來說，即銀河潮汐力將彗星推向太陽時，存在偏好的軌道方向。因此，從奧爾特雲初次進入的彗星不應在天空的各個方向以完全相同的比例出現。
然而，實際觀測結果與這一預測不符。2026年發表在《行星科學雜誌》（PSJ）上的這項研究將長週期彗星分為兩組進行了調查。第一組是“動力學上的新彗星”。它們的長半軸大於1萬AU，此前未受巨大行星強引力影響，實際上是首次訪問太陽系內部的天體。第二組是“年輕的迴歸彗星”。它們的長半軸在1000AU到1萬AU之間，是已經穿過太陽系內部一次或數次後再次返回的天體。
研究組僅使用了1990年開始對全天進行系統探測以來發現的彗星。在嚴格限制軌道誤差的前提下，分析包含了107顆動力學上的新彗星和112顆年輕的迴歸彗星。這裡出現了一個奇怪的差異。年輕的迴歸彗星的軌道方向與銀河潮汐力佔主導的模擬結果非常吻合，即觀測與模型之間沒有明顯衝突。但初次訪問太陽系內部的彗星分佈卻過於各向同性（均勻）。如果僅受銀河潮汐力作用，本應有更多彗星從特定方向進入，但實際彗星幾乎是從所有方向均勻飛來，非常接近隨機分佈。
這是一個奇怪的結果。年輕的迴歸彗星原本是在動力學上的新彗星穿過太陽系內部後再次返回過程中形成的。但現在的初次進入彗星幾乎是從隨機方向飛來，而之前進入並返回的彗星卻依然記住了銀河潮汐力的方向性。
研究組推測，這兩類彗星是在不同的時期從奧爾特雲出發的。於是，將約250萬年前強烈震動奧爾特雲的恆星列為了嫌疑物件。蓋亞空間望遠鏡（Gaia）能精確測量恆星的當前位置和運動。將這些運動隨時間倒推，可以追蹤恆星在過去的位置。結果表明，與太陽類似的恆星HD 7977在約247萬至276萬年前曾透過太陽附近。目前這顆恆星距離太陽約246光年，但過去它曾深入到奧爾特雲的深處。
研究組進行了13次模擬，計算了HD 7977以距離太陽3162AU到5萬119AU不等的位置透過的情況。同時考慮了奧爾特雲、四顆巨大行星、銀河潮汐力及其他微弱恆星透過的影響。其中，最能復現實際彗星軌道的情況是HD 7977距離太陽約6000AU到1萬AU之間。換算成光年，僅為約0.1到0.16光年。
考慮到冥王星的平均距離約為40AU，太陽與HD 7977之間的距離約為冥王星軌道半徑的150到250倍。以日常生活中的尺度看非常遙遠，但與恆星之間的平均距離相比，實際上等於近距離擦身而過。
如果HD 7977亮度真的與太陽相似，且逼近至6000AU到1萬AU，那麼當時的夜空中它看起來會比金星亮得多。其視星等可能在負7到負8左右。雖然達不到照亮黑夜的滿月程度，但可能像細長的月牙一樣引人注目。當時地球上還沒出現直立人，或者說早期人類正處於剛剛出現的階段。雖然當時的人類沒有留下記錄，但那時候的人類祖先極有可能看到了這顆突然出現在夜空中、格外明亮的星星。
這顆恆星的引力將奧爾特雲的彗星向各個方向驅散。距離太陽1萬AU左右的彗星公轉週期相對較短。這些天體在HD 7977經過後相對較快地抵達了太陽系內部。在受巨大行星引力改變軌道並返回後，形成了今天的“年輕迴歸彗星”群體。這些彗星雖受到HD 7977的影響，但恆星的透過強度尚未完全抹去軌道方向性，因此部分保留了之前受銀河潮汐力影響的痕跡。
相反，距離太陽2萬AU以上的彗星公轉週期要長得多。這些天體直到恆星經過後的200萬至300萬年後的今天才抵達太陽系內部。奧爾特雲外側的彗星更容易被HD 7977的引力擾動。恆星的透過幾乎徹底攪亂了原有軌道的方向性。由於它們被觀測為今天動力學上的“新彗星”，所以看起來像是從所有方向均勻飛來。
在恆星經過後，彗星並非立刻全部抵達地球附近。由於奧爾特雲規模巨大，彗星雨會跨越數百萬年緩慢展開。在模擬中，若HD 7977在6000AU至1萬AU之間透過，過去250萬年間流入太陽系內部的長週期彗星平均數量比僅受銀河潮汐力作用時多出約7到12倍。這並非特定瞬間的短暫爆發。長半軸在2萬至5萬AU的彗星在恆星透過後需300萬至1000萬年才能從奧爾特雲脫離並抵達太陽系內部。因此，即便過了約250萬年的今天，長週期彗星的流入率仍可能比平時高出約2倍至2.5倍。我們並不是在觀測已經過去的彗星雨痕跡，而是正生活在尚未結束的彗星雨的後半段。
這一結果也影響了推算奧爾特雲規模的方法。奧爾特雲太過遙遠且昏暗，很難直接清點其中的天體。天文學家通常在計算流入太陽系內部的新長週期彗星數量後，將其與模擬中的流入比例進行比較，從而推算奧爾特雲天體的總量。但如果現在是一個彗星流入量比平時多出兩倍以上的特殊時期，那麼將當前的流入率假設為常規值進行的傳統計算，就會高估奧爾特雲的天體數量。論文指出，如果HD 7977是造成目前彗星軌道各向同性的原因，那麼關於奧爾特雲天體總數的現有估算值可能需要調低約2倍到2.5倍。
顯然，太陽系的歷史並非僅由太陽和行星決定。共同遊歷銀河系的周邊恆星偶爾也會侵入太陽系的邊界，並留下延續數百萬年的變化。而且，這類事件未來還會發生。預計約130萬年後，K型恆星“格利澤710”（Gliese 710）將逼近至距離太陽約1萬AU，即0.16光年的位置。格利澤710也可能擾動奧爾特雲，並在數百萬年後引發新的彗星雨。
如果遙遠未來的人類能夠存活到可以進行星際探索的程度，這樣逼近的恆星可能會成為某種跳板。當然，以目前的載人航天技術，1萬AU也是難以跨越的距離。但若平時距離數光年的恆星逼近至0.16光年，星際探索的難度將會有極大改觀。
曾經，奧陌陌和3I/ATLAS作為從其他恆星系飛來的小碎片造訪了太陽系。但在恆星與恆星的相遇中，造訪者並不總是小石子。有時，恆星本身會走到太陽系的門檻。而且，那顆恆星並不會不留痕跡地離開。它會震動遙遠的奧爾特雲，在數百萬年間持續向太陽系內部輸送彗星。
參考
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ae7a65
https://www.nature.com/articles/s41598-025-29033-y
作者 池雄培（Ji Woong-bae）是誰？他熱愛貓咪與宇宙。童年時期看過《銀河鐵道999》後，立志將宇宙的美麗傳播給世人。目前擔任世宗大學自由專攻學部助教，同時參與演講與寫作等多種科學傳播活動。著有《關於天文學家的無用論》、《我們生來就是天文學家》、《看著宇宙會湧現的奇怪問題》等書，並翻譯了《我為何不經意間毀滅了冥王星》、《量子生活》、《UFO》等作品。