涅墨西斯星

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藝術家想像的涅墨西斯星及太陽

涅墨西斯英语Nemesis)亦稱黑暗伴星,是一顆科学家爲了解釋地球週期性大滅絕原因而假設可能存在的一颗非常暗淡的棕矮星[1]紅矮星[2],其近日點為一光年遠日點則為三光年,距離太陽95,000個天文單位,是太陽的伴星[1]現時尚未有證據證明其存在。

理論假説[编辑]

太陽可能存在伴星的理論最先由理查德·A·穆勒英语Richard A. Muller提出。穆勒發現,地球上出現大滅絕的時間是有週期性的,約二千六百萬年有一次。[1][3]据穆勒推断,這都是因太陽有一顆公轉週期為二千六百萬年的伴星週期性接近地球所致。穆勒認為,該伴星在經過奥尔特云带時,干擾了彗星的軌道,使數以百萬計的彗星進入內太陽系,從而增加了與地球發生碰撞的機會。[4][5]因此,這顆伴星以来自于希腊神话中的复仇女神涅墨西斯命名。

穆勒利用長週期彗星的拱點假設出一條涅墨西斯星的轨道,加上上次的大滅絕在約五百萬年前,按照這個時間和轨道推算,他估計涅墨西斯星現時應距離太陽1到1.5光年,約在內奧特雲之中。[6]

穆勒估計,如果這顆伴星真正存在的話,它應該是一顆紅矮星,且視星等估計是7到12等。[6]而丹尼爾·P·惠特邁爾和艾伯特·A·傑克遜則估計它是一顆棕矮星。[4]

1980年代的計算顯示涅墨西斯星會因附近恆星和銀河系的引力,而有一條不規則的軌道。[7]

存在證據[编辑]

能证明这颗伴星存在的证据并不完善,除了用以立論的大滅絕周期之外,最重要的就是冥王星轨道外的塞德娜的運行軌道。

大滅絕的周期[编辑]

2010年,堪薩斯大學天體物理學家梅洛特與古生物學家班巴奇為了更準確計算太陽伴星的軌道,重新检查了过去5亿年的灭绝事件数据。[7]他們透過化石研究發現,每过二千七百萬年就会发生一次规模巨大的灭绝事件,置信度99%。[8]但是考虑到过去5亿年中与太阳近距离相遇的恒星的影响,太陽伴星的轨道会发生变化,因此灭绝周期也应该随之改变,而不是如此精确[9]

於2011年,科蘭·拜勒-瓊斯研究地球上的隕石坑,發現所謂隕石撞地球的週期性只是偽像,打擊了涅墨西斯星說的真確性。[10]美國航空航天局則指出近期研究顯示大灭绝並非有週期性的,因此涅墨西斯星在解釋週期性大滅絕時,已失去存在價值了。[8]

另一方面,有研究顯示,恆星掠過對海王星外天體軌道的影響的可能性比較涅墨西斯星高。[11]而馬泰塞和惠特曼也指出,週期性大滅絕的原因並不一定是太陽存在伴星,並提出可能是因為太陽系在銀河系平面上下擺動,並會攝動內奧特雲。[12]其影響與伴星存在的假設相似,但其上下擺動週期仍有待觀測。[13]

塞德娜的軌道[编辑]

塞德娜的軌道與太陽系其他主要天體的軌道比較

海王星天體塞德娜有著一條超長的和不尋常的橢圓形軌道[1],近日點為76 AU,而遠日點則為975 AU。[3]軌道周期長約十萬年。其發現者,行星天文學教授米高·E·布朗指出「塞德娜不應該存在」,並解釋其近日點不足以讓太陽影響它,但遠日點又不足以讓其他恆星影響它。[14]因此,布朗認為另一個未知的高質量天體正在影響塞德娜的軌道。[1]

布朗指出,塞德娜的軌道很可能在數十億年前因另一顆恆星掠過太陽系而被影響。[14]於2004年,布朗透過分析塞德娜的軌道數據和電腦模擬,進一步確認這個主張。[11]

塞德娜运行轨道极大的偏心率可能证明了涅墨西斯的存在,而这颗矮行星可能在太阳和涅墨西斯之间左右为难。[7]

探索計畫[编辑]

在此之前,天文學家們曾嘗試尋找涅墨西斯星。於1986年,加州大學洛伊施納天文台嘗試尋找涅墨西斯星,但以失敗告終。[15]於1980年代,紅外線天文衛星亦無法找到涅墨西斯星。在1997年至2001年期間進行的巡天調查2微米全天巡天嘗試尋找涅墨西斯星,亦終告失敗。[1]

如果涅墨西斯星是棕矮星,那麼在2009年開始的廣域紅外線巡天探測衛星Wide-field Infrared Survey Explorer,簡稱WISE)計劃中,則观测卫星可能輕易就找到它的踪迹。[16][12]透過使用更新,更強的紅外線望遠鏡技術,天文學家已經能夠偵測溫度低至150 K,距離太陽系10光年遠的棕矮星[16],但天文學家使用這些技術,仍然找不到涅墨西斯星。[17][18]

截至2012年,天文学家發現了逾1,800顆棕矮星,惟沒有任何一顆是位於太陽系內。[19]儘管如此,太陽系附近仍然存在許多棕矮星。[20]

但如果涅墨西斯星是紅矮星,那麼它應該早已被記錄在星表中,即為已知。但是因為這顆星假設是圍繞着太陽運行的,所以它的自行運動會很小。因此,傳統的自行運動調查方法將無法用來尋找這顆星。[21]唯有用量度视差的方法,才可以發現這顆星(如有的話)。[22]

於2011年,美國航空航天局高級科學家大衛·莫里森指出,現在並無任何有力證據證明涅墨西斯星的存在。[17][23][24]

如果涅墨西斯星真的存在,未來的泛星計畫大型綜合巡天望遠鏡天文观测應該可以發現它。[1][25]

參見[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Leslie Mullen. Getting WISE About Nemesis. Astrobiology Magazine (Cosmic Evolution). 03/11/10 [2010-05-15]. 
  2. ^ Leader-Post, "Scientists claim killer star exists", 22 Feb 1984, Page B6, Associated Press
  3. ^ 3.0 3.1 Raup, D.M.; Sepkoski, J.J. Periodicity of Extinctions in the Geologic Past. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1 February 1984, 81 (3): 801–805 [30 April 2007]. Bibcode:1984PNAS...81..801R. doi:10.1073/pnas.81.3.801. PMC 344925. PMID 6583680. 
  4. ^ 4.0 4.1 Whitmire, D.P.; Jackson, A.A. Are periodic mass extinctions driven by a distant solar companion?. Nature. 1984, 308 (5961): 713–715. Bibcode:1984Natur.308..713W. doi:10.1038/308713a0. 
  5. ^ Davis, M.; Hut, P., Muller, R.A. Extinction of species by periodic comet showers. Nature. 1984, 308 (5961): 715–717. Bibcode:1984Natur.308..715D. doi:10.1038/308715a0. 
  6. ^ 6.0 6.1 Richard A. Muller. Nemesis. Lawrence Berkeley National Laboratory. [2007-05-19]. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 Melott, A.L.; Bambach, R.K. Nemesis Reconsidered. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. 2010, 407: L99–L102. arXiv:1007.0437. Bibcode:2010MNRAS.407L..99M. doi:10.1111/j.1745-3933.2010.00913.x. 
  8. ^ 8.0 8.1 Can WISE Find the Hypothetical 'Tyche'?. NASA/JPL. February 18, 2011 [2011-06-15]. 
  9. ^ Adrian L. Melott; Richard K. Bambach. Nemesis Reconsidered. arXiv.org. 2 Jul 2010 [2010年7月14日]. 
  10. ^ Nemesis is a myth. Max Planck. August 1, 2011 [2011-10-07]. 
  11. ^ 11.0 11.1 Kenyon, Scott J.; Benjamin C. Bromley. Stellar encounters as the origin of distant Solar System objects in highly eccentric orbits. Nature. 2004, 432 (7017): 598–602. arXiv:astro-ph/0412030. Bibcode:2004Natur.432..598K. doi:10.1038/nature03136. PMID 15577903. 
  12. ^ 12.0 12.1 NASA Releases New WISE Mission Catalog of Entire Infrared Sky. Nasa JPL. 2012-03-14 [2012-03-15]. 
  13. ^ NASA – WISE Delivers Millions of Galaxies, Stars, Asteroids. Nasa.gov. [2011-06-15]. 
  14. ^ 14.0 14.1 Cal Fussman. The Man Who Finds Planets. Discover magazine. May 27, 2006 [2011-10-20]. 
  15. ^ Perlmutter, Saul. An Astrometric Search for a Stellar Companion to the Sun (Ph.D.论文). University of California, Berkeley. 1986. 
  16. ^ 16.0 16.1 Science: Brown Dwarfs. WISE/NASA. [2007-12-28]. 
  17. ^ 17.0 17.1 David Morrison. The idea has been disproved by several infrared sky surveys, most recently the WISE mission. NASA Ask An Astrobiologist. October 17, 2012 [2012-10-18]. 
  18. ^ Kirkpatrick, J. Davy; Cushing; Gelino; Griffith; Skrutskie; Marsh; Wright; Mainzer; Eisenhardt; McLean; Thompson; Bauer; Benford; Bridge; Lake; Petty; Stanford; Tsai; Bailey; Beichman; Bochanski; Burgasser; Capak; Cruz; Hinz; Kartaltepe; Knox; Manohar; Masters; Morales-Calderуnn; Prato; Rodigas; Salvato; Schurr; Scoville; Simcoe; Stapelfeldt; Stern; Stock; Vacca. The First Hundred Brown Dwarfs Discovered by the Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). arXiv:1108.4677v1 [astro-ph.SR]. 2011. 
  19. ^ Chris Gelino, Davy Kirkpatrick, Adam Burgasser. DwarfArchives.org: Photometry, spectroscopy, and astrometry of M, L, and T dwarfs. caltech.edu. 6 November 2012 [2012-12-28].  (M=536, L=918, T=355, Y=14)
  20. ^ Ian O'Neill (Discovery News). Brown Dwarfs, Runts of Stellar Litter, Rarer than Thought. Space.com. 12 June 2012 [2012-12-28]. 
  21. ^ Barnard, E. E.. A small star with large proper motion. Astronomical Journal. 1916, 29 (695): 181. Bibcode:1916AJ.....29..181B. doi:10.1086/104156. 
  22. ^ Richard A. Muller. Measurement of the lunar impact record for the past 3.5 billion years, and implications for the Nemesis theory. Geol. Soc. of America Special Paper 356, pp 659–665 (2002). 2002 [2011-11-11]. 
  23. ^ David Morrison. Scientists today no longer think an object like Nemesis could exist. NASA Ask An Astrobiologist. August 2, 2011 [2011-10-22]. 
  24. ^ David Morrison. this hypothetical Nemesis does not exist. NASA Ask An Astrobiologist. November 25, 2010 [2011-11-09]. 
  25. ^ Perlmutter, Saul. An Astrometric Search for a Stellar Companion to the Sun (Ph.D.论文). University of California, Berkeley. 1986. 
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外部連結[编辑]