在太阳系周围的黑暗中露出惊喜的螺旋形状

太阳系的边缘是一个奇怪的地方，充满古怪我们已经才刚刚开始探查.但也许最奇怪的是奥尔特云，这是一片广阔的冰雪碎片区域，延伸到地球和太阳之间距离的 100,000 倍。

我们对这个油田的大小和形状有一个粗略的了解，但我们无法理解其中的细节。现在，一项新的计算研究揭示了一个令人惊讶的结构——由银河系本身施加的潮汐力产生的螺旋。

该发现在天体物理学杂志目前是在预印本服务器 arXiv 上可用.

“当银河潮汐的作用是将物体与散射盘解耦时，它会在物理空间中形成一个长度约为 15,000 个天文单位的螺旋结构，”编写团队由美国西南研究所的天文学家 David Nesvorný 领导。“螺旋是长期存在的，并且在 Oort Cloud 内部持续到现在。”

外太阳系是一个难以探测的前沿。我们知道在海王星轨道之外的柯伊伯带中有很多小的冰天体;除此之外，从 1,000 个天文单位到 100,000 个天文单位，旋转奥尔特云，太阳引力影响的遥远范围。

太阳系的长周期彗星就是从这里起源的，它们从轨道上撞击出来，向太阳飞去，随着冰层的升华而释放出气体流。

我们还知道，奥尔特云大致分为两部分。外部是巨大的球形云，从太阳大约 10,000 个天文单位中延伸出来。内部是内部的奥尔特云。根据模拟，这部分更像是一个圆环或甜甜圈形状，从 1,000 个天文单位延伸到 10,000 个天文单位。

太阳系中的大部分长周期彗星都来自外层的奥尔特云。内部区域要稳定得多。它更接近太阳，这意味着它受太阳引力的束缚更强;而且它也不容易受到经过的恒星的干扰，这些恒星搅动了外层的云层，将冰冷的天体撞出了它们的正常轨道。

由于这种长期稳定性，内部的奥尔特云通常被建模为一个或多或少与太阳系黄道平面对齐的扁平圆盘。

Nesvorný 和他的同事多年来一直在研究 Oort 云内部。在他们的最新研究中，他们使用 NASA 的昴星团超级计算机来模拟碎片场，应用太阳的引力效应，以及银河系本身施加的外部引力效应，以及彗星的轨道。

他们模拟了太阳系 46 亿年的寿命，从太阳从巨大的气体和尘埃分子云中的密集物质结形成。随着太阳的形成，云中剩余的物质形成了行星、小行星、彗星和太阳系中的其他一切，包括外层的奥尔特云。

但模拟表明，内部的 Oort Cloud 根本不是一个漂亮、均匀的环形盘。相反，它反映了银河系的形状，具有螺旋结构，并且与盘的翘曲类似于银河盘中的扭曲.整个盘的直径约为 15,000 个天文单位——它与黄道平面倾斜 30 度。

从远处看，它会看起来像一个螺旋，有两个扭曲的手臂。

根据模拟，这种结构出现在太阳系历史的早期，即太阳系形成后的最初几百年内。它也非常稳定——它一直持续到今天。而且，即使恒星靠近太阳系，它仍然完好无损，这意味着它与经过的恒星引起的引力扰动无关。

为了确认他们正在查看的内容，研究人员回顾了以前的研究。他们之前的所有工作都表明，内部的 Oort Cloud 具有螺旋形状，这种形状在对模拟进行各种参数调整后仍然存在。

如果可能的话，直接观察并因此确认这个螺旋将非常困难。但它符合观测数据，而且它在以前的研究中甚至没有寻找它，这很有趣。

揭开奥尔特云的神秘面纱意味着回顾太阳系遥远的过去，并观察其形成和演变过程中的影响。有时，困难的事情值得去做。

该团队的研究将发表在天体物理学杂志，可在arXiv.

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