太阳系|如果太阳非“单身”:太阳系会出现双体文明?( 二 )


太阳系|如果太阳非“单身”:太阳系会出现双体文明?
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椭圆轨道上的双星系统------上面分析的是一种理想状态 , 两颗恒星在接近标准的圆形轨道上面运行 , 双方的距离基本上上保持恒定 , 所以对对方的行星影响很小 。 然而在真实的宇宙中 , 总是会有各种扰动让它们的轨道变形 。 轨道就会越来越扁 , 最终形成一个偏心率极高的椭圆形轨道 。 在这个系统中 , 任何参数的微小调整都会造成巨大的变化 , 所以这里有无穷无尽的可能 。 我们分析两种典型的状态 。
周期性会面的恒星系------第一种状态 , 我们仍然沿用前一节的设置:两个太阳和各自的行星系统 。 当它们的轨道逐渐变得椭圆的时候 , 旋转周期会变长 。 我们假设双星轨道半长轴为100天文单位 , 半短轴为25天文单位 。 这样两颗恒星距离最远的时候为173.2天文单位 , 而距离最近的时候仅为26.8天文单位 。
太阳系|如果太阳非“单身”:太阳系会出现双体文明?
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它们的轨道周期可以用以上公式计算------其中a是两个椭圆轨道半长轴之和 , G是万有引力常数 , M1和M2分别是两个恒星的质量 。 代入数据 , 我们可以算出它们的轨道周期是47793年 。 也就是说 , 每隔47793年 , 两颗恒星就会隔着26.8天文单位的距离上会面一次 , 然后分道扬镳 。 这时候 , 行星的安全轨道在离自己恒星5.4天文单位以内 。 在人类出现以前的几十亿年中 , 这种会面已经发生过很多次 , 所以 , 木星和土星早已经和太阳系告别了 。 小行星带就是太阳系的边界 。
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双星会面时距离很近 , 根据开普勒定律 , 在这个位置上它们的运动速度很快 。 所以 , 会面时间可能只有短短几十年 。 而人类决定进行载人探索的时候 , 已经接近双星会和的最后阶段了 。 以人类的航天科技 , 只能进行一次载人探索 。 然后 , 人类目送太阳伴星带着它的行星们扬长而去 。
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太阳伴星:复仇女神------在地球46亿年历史上 , 发生过很多次大大小小的灭绝事件 。 如果把这些灭绝事件放在一起 , 我们隐隐约约可以看出一点规律 。 下图描绘了在不同历史时期生物多样性降低的情况 。 我们可以看出一个大致的周期 。
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上图显示了灭绝事件中物种消失的比例 。 在这张图中 , 周期性更明显了------这个神秘的现象让很多生物学家相信 , 地球上的灭绝事件按照2600万年的周期重复发生 。 好像有一种神秘的力量定期出现 , 抹除地球上的主要物种 , 为新物种让出舞台 。 地球内部的力量无法为周期性灭绝提供解释 。
于是科学家把脑洞开到了太空:太阳有一颗棕矮星或红矮星伴星 , 在一个偏心率极高的椭圆轨道上围绕太阳旋转 。 按照它的公转周期可以算出 , 它的轨道远端距离太阳1.5光年 , 在奥尔特云之外 。 当它进入太阳系时 , 它的引力会对奥尔特云中的天体产生扰动 , 导致大量彗星和小行星随之进入内太阳系 , 对所有行星进行轰炸 。 彗星和陨石对生物圈具有惊人的破坏力 。 如果这个理论是真的 , 那么周期性灭绝也就不足为奇了 。
【太阳系|如果太阳非“单身”:太阳系会出现双体文明?】这个太空中的神秘杀手被称为复仇女神(Nemesis) 。 然而 , 对复仇女神星的搜索并不顺利 。 从80年代到21世纪初 , 不同团队的多次搜索都失败了 。 同时 , 多数古生物学家逐渐形成了共识:大灭绝事件并不具有周期性 。 于是 , 复仇女神星的假设也就无疾而终了 。


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