当其它恒星穿过太阳系会发生什么？

凡是我们会把太阳系统（恒星系统）视为一个不变年夜部门为恬静的处所。当然也会发现行星和其他轨道上的天体味每隔一段时候在彗星或小行星四周残虐，但年夜大都环境下环境是不变的。即使偶然的星际旅客也不会带来太年夜的风险，至少不会影响这个系统的完整性。可是整个太阳系正在银河系中扭转，这意味着稀有千亿次与其它恒星进行“紧密亲密亲吻”的机遇。

图注：7万年前一颗被称为Scholz星的褐矮星，正好位于其焦点点燃氢聚变的零界点上，穿过了太阳系的奥尔特云。然而与插图分歧的是，它仍然不克不及被人眼看到。图片信息及版权：José A. Peas/SINC

那么多久才会有一场如许的亲吻呢？潜在的危险又是什么？若是有一颗恒星从太阳四周颠末，环境会有多糟糕？那么有多年夜距离的接近才会造当作严重的危险？发生如许事务的概念又是几多？这些可能性的规模很广，下文让我们来看看现实可能发生的环境吧。

图注：银河系和四周天空的恒星密度图，清楚地显示了银河系，巨细麦哲伦云，若是你细心不雅察，NGC104在SMC的左边，NGC 6205略高于和在左边银河焦点和NGC 7078稍低。总而言之，银河系在其盘状区域包含了约2000亿颗恒星。图片信息及版权：ESA/GAIA

最好的估量是银河系中有2千亿到4千亿颗恒星。固然恒星的巨细和质量各不不异，但年夜大都恒星（每4颗中约有3颗恒星）都是红矮星，其质量是太阳质量的8％至40％之间。这些恒星的物理体积与太阳附近，平均约为太阳直径的25％。

所以大要知道银河系有多年夜：一块厚约2000光年的光盘，直径约10万光年，中间隆起的半径约为5000光年~8000光年。相对于太阳而言，典型恒星的活动速度年夜约为20公里/秒：年夜约是太阳（以及所有恒星）经由过程银河系自己运行速度的十分之一。

图注：尽管太阳系在银河系的平面内离中间约25000光年~27000光年，但太阳系行星的轨道偏向与星系完全纷歧致。图片信息及版权：Science Minus Details

这些是银河系内恒星的统计数据，但在这里忽略了良多细节，一些危险和细微的不同，就像我们是否处于旋臂上的密度转变一样，事实上有更多的中间恒星及外围星（太阳在边缘的中心）、太阳系轨道相对于星系的倾角、都取决于太阳系如许的恒星是否处于银河系中间的细小转变。可以忽略这些的原因是从近似值来看，这些数字让科学家可以或许计较出星系中恒星距离太阳特心猿意马距离的频率，是以可以预估到太阳系能经常碰到各类各样的影响的可能。

图注：太阳和很多离太阳近的恒星之间距离是切确的，年夜标准恒星规模图。图片信息及版权：Andrew Z. Colvin / Wikimedia Common

科学家计较方式很是简单：计较恒星的数密度，横截面（界说为但愿另一颗恒星接近本身的距离）以及恒星相对移动速度，然后将它们相乘就能获得碰撞率。碰撞率的这种计较方式对于从粒子物理到凝集态物理物理的所有应用都是有效的（对于专家来说，这根基上是Drude模子（德鲁德模子），也同样合用于天体物理学。假设银河系有2000亿颗恒星，恒星是平均分布在整个盘(忽略凸起)上，这20公里/ s是恒星相对（自己）移动的速度，若是绘制（下图）的相对速度与离太阳距离的关系，这就是所能获得的。

图注：银河系内恒星有可能在太阳某个距离内颠末的频率。这是一个对数坐标图，y轴为距离，凡是需要期待x轴呈现如许事务的时候。图片信息及版权：E. Siegel

如许就能知道，平均而言可以预估一颗恒星在宇宙汗青上最接近太阳的距离约为500 AU（天文单元（1AU=1496x10^5千米），或者约是从太阳到冥王星的距离的十倍。每十亿年，一颗恒星会进入距离太阳年夜约1500AU（天文单元），接近零星的柯伊伯带的边缘。更常见的是年夜约每30万年摆布，就会有一颗恒星在距离太阳为1光年处。

图注：这是我们太阳系对数视图一向延长到比来的下一个恒星系统，图显示了小行星带，柯伊伯带和奥尔特t云的延长。固然穿过奥尔特云的恒星可能是常见的，但极不成能经由过程比这更近的距离。图片信息及版权：NASA

这对我们太阳系行星的持久不变性是有利的。按照太阳系45亿年的汗青，一颗恒星接近任何行星的可能性与太阳到冥王星机几率的一万分之一，一颗恒星与太阳接近一颗行星的可能性（这将严重粉碎轨道并引起弹射）小于1亿~10亿分之一。这意味着银河系中另一颗恒星颠末并造当作严重坚苦的可能性很是低。但也不克不及否认如许极低事务不会发生。

图注：熟行星和外行星的轨道都遵循开普勒心猿意马律。即使冥王星在任何可感知的距离内呈现颠末恒星的几率都很是低。图片信息及版权：NASA / JPL-Caltech / R. Hurt, modified by E. Siegel

可是当恒星经由过程奥尔特云（界说为距离太阳1.9光年）的过程中，可能已经跨越了40000次，粉碎了年夜量的冰体。当经由过程太阳系时，恒星会很有趣，因为两个身分连系：

1、奥尔特云的天体与太阳系“很是松散”（因为太阳的感化力相对很微弱），这意味着一个很是小的引力就足以光鲜明显改变它们的轨道。

2、恒星很是年夜，所以一颗恒星离这些天体的距离与太阳是距离不异，也它可足以改变轨道。

所以无论我们何时碰到与一颗正在流离恒星紧密亲密接触，都有可能在接下来的几百万年内与来自奥尔特云的传入天体发生碰撞，从而增添风险。

图注：柯伊伯带是太阳系中已知天体数目最多的处所，但奥特云，更暗淡，更遥远，不仅包含更多，并且更可能像另一颗恒星那样颠末的质量扰动。需要注重的是：所有柯伊伯带和奥尔特云天体都以相对于太阳极小的速度移动。图片信息及版权：NASA and William Crochot

换句话说，一颗恒星的影响不会较着影响到冰凉彗星般的天体进入太阳系内部，直到别的20颗恒星与太阳系亲密接触！这是有问题的，因为在我太阳四周颠末比来的一个恒星系统，Scholz恒星(它在7万年前就已经发生了)距离有20光年远。然而这个阐发有一个潜在的乐不雅之处：当太阳系在比来500光年规模内是能更好地绘制和理解星体及其活动，可以更好地展望何时何地流离恒星会影响奥尔特云的天体。若是存眷的是颠末恒星标的目的内“弹射”天体的行星防御（地球安危），这类常识是显而易见是下一步应该去摸索把握的！

图注：WISEPC J045853.90 + 643451.9以绿色显示，是美国宇航局广域红外勘测资本探测器或WISE发现的第一个超低温褐矮星。这颗恒星位于距离我们约20光年的处所，为了不雅测整个天空并获得可能在太阳四周颠末的恒星，导致今天可能呈现的奥尔特云风暴，将不得不扩年夜到500光年规模。图片信息及版权：NASA/JPL-Caltech/UCLA

这将需要建造广域测量千里镜，可以或许看到很远微弱恒星的处所。美国宇航局（NASA）的广域红外勘测探测器（WISE）使命就是这个原型，但它可以不雅察到最微弱，最常见恒星的距离受到其尺寸和不雅测时候强烈限制。一架全天空红外太空千里镜可以将我们四周的邻人描画出来。可以知道什么时候，从什么偏向，可能达到的什么星引起这些扰动在奥尔特云天体。

引力是彼此感化一向在发生，因为即使太空中恒星之间有很年夜的距离，奥尔特云也是庞大的，并且在长时候标准上有不少机率会影响到太阳系内部。若是有足够的机遇，你可以想象的一切城市发生！但对于我们这些生命短暂的生物来说这太长了，一代人不外戋戋80载，而宇宙时候长河中，天体事务的发生不是以亿年为单元就是以数万年为单元！

博科园-科学科普｜文 / Ethan Siegel / Forbes Science /S.W.A.B