如果一颗恒星穿越太阳系，那会如何？

太阳系的结构很微妙，如牛顿所言，就像一座钟。构成这个系统的无数天体相互作用，互相“拉扯”，但始终停留在自身轨道上，确保地球上的生命能够繁衍，而不会被另一颗行星撞击。地球系统是一个典型的混乱系统：只要初始条件发生一点点改变，一切就会迅速朝完全无法预知的方向发展。比如，我们只能预测一亿年内的地球轨道。尽管我们知道太阳系内天体目前的精确位置和速度，尽管这些天体中包括所有小行星，甚至包括模拟实验中直径为100千米的小行星，但起初微小的不确定性却能在短时间内呈指数上升，使得我们对未来的任何设想都毫无意义。甚至在接下来数十亿年中，水星有较小可能性跳出自身轨道，撞上金星或地球。如果再放开想象，也许水星会成为海王星的一颗卫星。说到这儿，我们自然而然就可以得出结论——如果一颗恒星进入我们的太阳系，就像一块大石头被扔进一家玻璃店。

幸运的是，恒星之间的距离大到难以估计，远远超过恒星自身的体积大小，因此这一假设发生的可能性也就微乎其微。不过，一颗恒星可能会运动到离太阳很近的位置，这同样会造成一些麻烦。从定义上看，一定能找到某颗距离太阳最近的恒星，因此，要定义“近距离接触”，首先要弄明白“近距离”是什么意思。银河系里有数千亿个天体，每一个都有自己的轨道，而太阳在其数百亿年的生命周期里，或远或近，一定会经过许多颗恒星附近。在时间长河中，离太阳最近的恒星一直在变化：近50 000年来最近的是比邻星，但30 000年后，这个名号将被“Ross 248”夺去，它也是一颗红矮星。快速算一下就能知道，自太阳形成以来，距离越近的相遇越为罕见。

不过，至此描述的并非太阳系全貌，因为除了行星和恒星以外还有其他天体。实际上，外太阳系是一个动**不安的地方。恒星之间的真空地带有数十亿千米宽，紧靠太阳公转的石块也被吞噬其中。太阳系最远的行星——海王星与太阳的距离只有30个天文单位，冥王星的轨道距太阳40个天文单位，而赛德娜[1]（Sedna）则达到900个天文单位。我们在此做个对比：最近的恒星与太阳相距4.24光年，相当于270 000个天文单位。星际真空无边无际，对人类的大脑和技术来说，就像深不可测的海洋。然而，这片“海洋”并非真空。20世纪初，一个巨大的问题等着天文学家解决：彗星是从哪来的？首先要明白一件很简单的事，彗星绕行的轨道很长，以致它们经常完全脱离太阳系。此外，彗星的轨道横穿行星轨道，特别是气态巨行星，这意味着会不断有彗星撞击行星，而后毁灭。不仅如此，运行至太阳附近时，彗星的质量会减少一部分，导致短期内没有足够的气体和尘埃形成尾巴。虽然有这么多方式会导致彗星灭亡，但太阳系都形成45亿年了，依旧有彗星穿越太阳系。结论自然就是：在“那外面”的某个地方，应该有一个巨大的彗星仓库，从太阳系形成直至今天，这些彗星就在那里度过它们的一生。那个地方就是所谓的奥尔特云，1932年恩斯特·奥皮克（Ernst ?pik）作出这一推测，1950年简·奥尔特（Jan Oort）再次提出该设想。彗星仓库从太阳系的边缘地带（距离太阳约1000个天文单位）一直延伸至太阳能够施加引力的最远区域，也就是位于太阳和离太阳最近的恒星之间，距离太阳100 000多个天文单位。在这片不可估量的广阔空间里，有成百上千亿颗寒冷的彗星，缓慢绕轨运行，几十亿年来不受干扰，每两颗彗星之间的距离都超过日地距离。这些彗星实在太多，若将它们全部放在一起，那么形成的行星将有5个地球那么大。若其中一颗彗星偶然受到干扰（在这样的距离下只需要一点点变动），并开始向太阳系坠落。也许这趟旅行会持续一百万年，但最后会发生什么我们非常清楚。关于奥尔特云的一个大问题是它们的干扰会造成什么后果。

又回到和其他恒星近距离相遇的问题了。研究相遇可能性的模型显示，100 000个天文单位以内的相遇事件大约每300 000年发生一次，若是1500个天文单位以内则需要10亿年。第一种情况会对奥尔特云的外环产生显著影响，而第二种则会使奥尔特云陷入混乱，就像捅了一个蜂窝。于是，脱离轨道的彗星（其中一些还相当大）将在一段时间后运动至太阳附近，引起一场大乱。每过一百亿年，也就是太阳的一生，有可能发生一次500天文单位以内的相遇事件，这一距离约是冥王星与太阳之间距离的10倍，足以使奥尔特云，甚至柯伊伯带陷入混乱，给太阳系内行星造成不幸的后果。距离再小一点将会出现“石头砸玻璃店”的效果，行星将朝各个方向乱飞。可以肯定太阳也会遭遇不幸，并且还会发生一次更近距离的相遇。不过就目前看来一切还算平稳。通过重建历史上恒星的位置，我们发现大约70 000年前，某双星系统内一颗小恒星曾在小于52 000天文单位的距离下经过太阳，它叫舒尔茨星（stella di Scholz）。这个双星系统中有一颗褐矮星，其质量为木星的65倍，另一颗非常小的红矮星质量仅为木星的86倍，只能勉强算作恒星。我们的祖先眺望天空时，甚至无法透过肉眼看见它。今天它与太阳的距离已达到22光年左右，但它曾干扰过的彗星却正在缓慢靠近太阳。不过，最有意思的恒星要数“Gliese 710”。这颗橙矮星更“圆润”一些，质量和半径是太阳的2/3。按照最新预测，128万年后，它将经过与太阳相距仅14 000天文单位的位置。这一相遇距离非常近，一定会让奥尔特云里的不少彗星“跳起舞”来。很久以后我们的后代会看见它变得越来越亮，直至达到并超过火星的亮度。它在天空中运动的速度非常快，一年转1角分，这样的速度足以使人在一生中注意到它的移动。

若不考虑杀手型恒星，那么现代天文学面临的最大挑战便是无法看见奥尔特云。在那样一个无法测量的距离下，太阳和其他任意一颗恒星都没有分别——那里是无尽的黑夜。那些彗星接收不到阳光，自然也就无法将其反射到我们的望远镜上，它们存在于黑暗和等待之中。因此，奥尔特云仍是一个猜想，人类想到最合适的、非常符合逻辑的猜想，但永远都是猜想。不过也没人说造成干扰的天体就一定是外来的，它也可能来自太阳系内。前面某一章我们讲过，太阳很孤独，以及若太阳系里不仅有一颗恒星，地球会发生什么变化。正如强调过的那样，宇宙里大部分恒星都和我们的太阳一样，位于多重系统中，并且越大的恒星越可能拥有伴星，甚至形成复杂的等级系统。那么假设太阳也有一颗伴星就不荒谬了：也许是一颗极其暗淡、很难被发现的红矮星，这颗伴星每隔一段时间就搅扰一下奥尔特云，不怀好意地为地球“供应”彗星。1984年人们发现，地球上的大灭绝似乎是周期性事件，大约2600万年发生一次。这一发现，加上人们猜测有一个巨大天体周期性地干扰彗星，引出了现代行星学中最有意思的一个猜想：复仇女神星（Nemesis）。或许太阳并不是单星，而是有一个“可恶的胞妹”在相距甚远的地方运行，周期极长。这颗恒星每次穿过奥尔特云时，就会解放大量的彗星，而这些彗星一段时间后便会在内太阳系造成混乱。复仇女神星的名字来源于希腊复仇女神。这一假说非常有吸引力，是许多卓越的科幻作品的灵感来源，比如艾萨克·阿西莫夫的同名小说，以及一些阴谋论和教派。天文学家很快对复仇女神星展开了追踪，但一无所获。最有力的一次探测是通过天文望远镜WISE进行的——它可是能在150光年的距离下找出一颗褐矮星呢。结果表明，距离太阳10 000天文单位以内不存在比土星更大的天体，100 000天文单位内不存在比木星更大的天体。与此同时，生物大灭绝的规律也被更细致的研究驳斥了，导致复仇女神星假设失去了意义。另外，这一假设自身还有个问题：运行周期为2600万年的天体运行的轨道面一定非常大，所以复仇女神星应该很容易受经过的恒星干扰，那么它的公转周期也会变化，变化幅度甚至达到30%，这显然与推测的大灭绝周期有所矛盾。但总体来说，虽然WISE的发现给复仇女神星的出现设立了一定的条件，但也不排除太空深处存在一个行星质量天体（oggetto di massa planetaria），所以研究还要继续。

特别是，天文学家现在将注意力放在了另一颗假想行星上，即第九大行星，或X行星。由于海王星的发现要归功于天王星不规律的轨道，所以近一个世纪以来，天文学家都从不规律的小行星入手，想找到一个比海王星更远的天体。20世纪初，他们找到了冥王星，认为它是海王星轨道不规律的原因。后来人们发现，冥王星太小，不足以对那颗冰巨星造成影响，并且海王星轨道的数据计算一开始就不对，所以第9颗行星的假设也就失效了。不过从2016年起，这一猜想强势回归并再次流行起来。这主要归功于天文学家迈克尔·布朗（Michael Brown），他是发现了阋神星、鸟神星、妊神星并将它们同冥王星和谷神星并列为矮行星的人。他从未停止研究，并且从那时起他发现了许多极其罕见的天体，如前面提过的赛德娜（轨道出奇的长），但这些天体看起来都严格并排着。如果说这种排列单纯出于偶然，那可能性只有百万分之几。因此，他与同事康斯坦丁·巴蒂金（Konstantin Batygin）将尘封的设想再次提出：“那外面”有某个东西限制着这些独立天体的轨道。WISE排除了10 000天文单位内有比土星更大的行星存在，而要解释观测结果，只需引入一个质量为地球10倍的天体（土星质量的1/9）。这个天体位于一条椭圆轨道，运行周期为15 000年，距离太阳600个天文单位。这类天体也许是气态巨行星，在行星形成时被木星逐出了内太阳系；也许是一颗货真价实的外来行星，和它的恒星姐妹们同时诞生，而后迅速被太阳捕获；又或许是星际中一颗真的流浪行星。人们正四处追踪这颗幽灵似的第九大行星，它也许真的会成为21世纪最伟大的发现之一。它一定会被命名为复仇女神星，但希望它有更合适的事情做，而不是对我们复仇。

[1] 外海王星天体，发现于2003年，其公转周期中大部分时间与太阳的距离超出任何已知的矮行星与太阳的距离。