科学|太阳系不止一个平面！如果跳出太阳系，你会发现它还有另一个平面
_本文原题：太阳系不止一个平面！如果跳出太阳系 ， 你会发现它还有另一个平面
每时每刻 ， 我们都随着地球在绕太阳公转 。 随着地球公转到不同的位置 ， 我们看到太阳所在的位置会连成一个封闭的圆形 ， 这个圆形所在的平面叫做黄道面 。
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【科学|太阳系不止一个平面！如果跳出太阳系，你会发现它还有另一个平面】太阳系内 ， 所有的大行星都在黄道面附近公转 。 黄道面是以地球为基准的 ， 所以地球公转轨道所在平面和黄道面的夹角是0° ， 八大行星中最大的一个是水星 ， 夹角也不过是7.01° ， 这个夹角被称为轨道倾角 。
随着天文学家发现的天体越来越多 ， 发现其他天体也都普遍在这个平面上 。 这也是很好理解的 ， 因为按照目前的理论 ， 太阳系是一个原始星云在引力作用下坍缩形成的 ， 同样是在引力作用下 ， 它会逐渐压缩到同一个平面内 。 虽然这个平面就像八大行星一样有一些不可避免的小角度 ， 但是基本上不会差太多 。
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可是 ， 后来的发现 ， 就不是那么回事了 。 1930年 ， 美国天文学家汤博发现了冥王星 ， 这颗天体的轨道倾角达到了17° 。 如果科学家说这只是个例外 ， 17°看起来也并没有那么大的话 ， 后来发现的阋神星就真的让科学家无法解释了 ， 因为它的轨道倾角达到了44°！
阋神星就是最诡异的情况了吗？也不是 。
还有更加诡异的现象值得我们注意 ， 那就是一些长周期彗星 。 和回归周期只有76年年的哈雷彗星这种天体相比 ， 长周期彗星轨道非常远 。 公转周期达到200年的彗星就可以称为长周期彗星 ， 但是 ， 最遥远的彗星甚至可能需要几万年才能回归一次 。 这种最遥远的彗星 ， 来自于太阳系最寒冷、最遥远、最神秘的边缘地带——奥尔特云 。
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我们知道 ， 彗星只有在靠近太阳的时候 ， 才会发光 。 因此 ， 这些遥远的长周期彗星只有在回归的时候才有可能被我们看见 ， 没有任何人能够活着看到其中任何一颗彗星的一个完整周期 。
不过 ， 我们也不需要非得看完长周期彗星的完整周期才能知道它的运行轨迹和规律 。 只要在它们回归的一段时间内 ， 我们就可以通过它运行的轨迹和速度 ， 来推算出它的整个轨道 。 就好像你有一张刮奖券 ， 只要挂出一个“谢”字 ， 就知道后面几个字是什么了 。
来自于职业与环境卫生大学和日本国家天文台的天文学家Arika Higuchi多年以来一直从事着这方面的研究 ， 她和她的同事们就是通过这些有限的线索 ，来研究这些长周期彗星的运行规律 。 就在进行这些工作的过程中 ， 他们发现了一些以前没有人注意到的问题 。
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在研究天体轨道的时候 ， 科学家们肯定不会错过一个重要参数 ， 那就是远日点（aphelion） ， 也就是天体距离太阳最远的位置 。
对于八大行星来说 ， 由于轨道倾角非常小 ， 所以即使到了远日点 ， 也非常靠近黄道面 。 对于以前发现的一些长周期彗星来说 ， 它们也基本符合这个规则 。
但是 ， 后来天文学家们发现的一些长周期彗星 ， 就显得比较“顽皮”了 。 在对它们的轨道进行计算的时候 ， 天文学家们发现 ， 这些长周期彗星的远日点似乎距离黄道面非常遥远 ， 其倾角竟然达到了60°！它们选择了一条几乎没有任何天体的平面绕太阳公转 ， 并且有多颗长周期彗星都在这个平面附近 。
接下来的发现 ， 就更有意思了 。
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在整个银河系的范围来看 ， 太阳系的黄道面也不是和银河系的平面——银道面完全重合的 ， 二者之间有着大约60°的夹角 。 巧合的是 ， 天文学家们新发现的这些长周期彗星所在的“空旷黄道面”也和我们所在的黄道面有60°的夹角 。 这不是说这个“空旷黄道面”和银道面完全一致 ， 二者虽然重合 ， 但公转方向相反 ， 所以我们应该说二者的夹角几乎正好是180° ， 而不是0° 。
不过 ， 这个现象未必是巧合 ， 它很可能是某种作用的结果 ， 这也是我们解释这些彗星轨道的线索 。
Higuchi等人认为：这个新发现的空旷黄道面之所以会产生 ， 很可能和所谓的银河潮汐力有着密切的关系 。 他们猜测 ， 在漫长的岁月里 ， 这些长周期彗星被银河系的引力给拉偏了 。 因此 ， 所谓的空旷黄道面 ， 最初可能真的是空旷的 。 但是在漫长的岁月里 ， 开始有彗星聚集在了这里 。
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这不是一个全新的理论 。 实际上 ， 最近几十年以来 ， 天文学家一直在思考银河系的引力对奥尔特云的彗星会产生怎样的影响 。 由于距离太阳过于遥远 ， 这些彗星在远日点受到太阳的引力相对较小 ， 银河系的引力可能会起到一些影响的作用 ， 这也是可以理解的 。
但是 ， 由于奥尔特云过于遥远 ， 我们无法直接进行观测 ， 所以这些猜想也一直停留在理论上 ， 等待着被证明 。 如今 ， Higuchi的她的团队在总结了大量长周期彗星的运行规律后进行了一次系统的计算分析 ， 试图证明其中的猜想 。 果然 ， 这些天体最终基本上都归于两种命运 ， 要么留在我们的黄道附近 ， 要么在新发现的这个空旷黄道面上运行 。
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不得不说 ， 这是一个好消息 ， 证明以往的一些猜测都是正确的 。 但是 ， 这一次的研究也并非十全十美 。 正如Higuchi本人所说的那样：“峰值并不完全集中在黄道面或者空旷黄道面上 ， 而是落在了它们附近 。 对于已发现小天体的分布规律的调查 ， 必须考虑到大量的因素 ， 我们未来的工作重点 ， 将是对于长周期彗星分布的细节研究 。 ”
虽然身处太阳系内 ， 但是每一个太阳系天体也同时在承受着来自于银河系的影响 。 我们足够幸运 ， 离太阳很近 ， 受到太阳的庇护 。 而那些远离太阳的天体 ， 那片神秘的奥尔特云 ， 它们的命运恐怕会更加复杂 。 那里到底是一个怎样的世界？期待着人类探测器早日进入奥尔特云！
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