恒星的軌跡與太陽系的衛星數量存在何種神秘聯系？科學家們最近的研究為我們揭示了一個可能顛覆傳統觀念的理論：一顆經過的恒星可能是推動太陽系中三分之二以上不規則衛星形成的關鍵因素。這項新研究為解釋這些衛星奇特軌道提供了新思路。

太陽系的衛星種類繁多，尤其是木星和土星，前者擁有95顆已知衛星，后者則以146顆衛星傲視群雄。這些衛星，有的表現得十分規整，類似于如木星的伽利略衛星群，有著幾乎完美的圓形軌道，并且軌道平面與母行星的赤道非常接近。這意味著它們大概率是在母行星形成過程中自然生成的。然而，另一些衛星卻顯得十分奇怪，例如土星的菲比，它不僅沿著傾斜的軌道繞行，而且運動方向與土星自轉的方向相反，這種現象被稱為“逆行”。更令人費解的是，像菲比這樣的“不規則衛星”在太陽系中數量多達規則衛星的三倍。科學家們多年來一直試圖弄清楚這些不規則衛星的來源。

太陽系的衛星謎團

對于這些不規則衛星的起源，科學家們曾提出了多種理論，其中最具代表性的是海王星遷移理論。根據西南研究所的行星科學家威廉·博特克的說法，早期的太陽系中，柯伊伯帶——一片由冰凍小行星和彗星組成的區域，距離太陽比現在近得多。

當海王星逐漸向外遷移時，它的引力影響攪動了柯伊伯帶中的天體，導致了柯伊伯帶天體的軌道不穩定，進而將許多小行星推向巨大行星的軌道。這些小行星中，一部分被木星、土星等捕獲，成為它們的衛星。

盡管這種解釋相對合理，但仍有一些不規則衛星的特性難以用它來解釋。部分不規則衛星呈現出非常紅的顏色，這是柯伊伯帶天體普遍的顏色特征，但許多不規則衛星并不完全符合這個模式。此外，這種理論無法解釋它們復雜的軌道類型。正因為如此，天文學家們一直在尋找更有力的解釋。

一顆“路過”的恒星

法爾茲納的靈感源自一項早期的研究，研究表明，一顆飛過太陽系的恒星可能將一些柯伊伯帶天體推向行星的軌道。這讓她開始思考是否有一顆恒星的經過，直接影響了太陽系中衛星的分布和形成。她與團隊通過大量的模擬，追蹤了一顆恒星經過太陽系時，如何影響柯伊伯帶天體的運動。

模擬結果顯示，假設這顆恒星的質量大約為太陽質量的四分之五，并且在距離太陽110個天文單位（約等于地球與太陽之間距離的110倍）處掠過，它能夠在太陽系的黃道平面以70度的角度“掃蕩”數千個KBOs。這些天體中的約7%被彈射到橢圓形的軌道上，部分天體被推向了靠近木星和土星的區域。

更有趣的是，這些天體中許多表現出了逆行的運動方式，并且很少有非常紅的表面，這與我們觀察到的不規則衛星特征十分吻合。也就是說，這顆“旅行者”恒星的引力影響，可能直接促成了今天我們所看到的不規則衛星的形成。

恒星的作用遠超預期

恒星對太陽系的引力干擾聽起來像是極為罕見的現象，然而，根據法爾茲納的研究，這種恒星“經過”的情況在銀河系中其實并不罕見。研究表明，約有1.4億顆銀河系中的恒星可能經歷了類似的近距離接觸。換句話說，這種恒星的靠近并非偶然，而是在銀河系的漫長歷史中較為常見的現象。

如果我們追溯到40多億年前的太陽系起源時期，太陽系曾經所在的區域極其繁忙。那時的太陽系位于一個致密的恒星形成區，彼此間的恒星距離比現在的恒星鄰居要小得多。天文學家們通過對銀河系歷史的分析發現，在太陽系的早期，類似的“恒星擦肩而過”可能更為常見。

現代天文學工具蓋亞望遠鏡，已經幫助科學家們精確測量銀河系中恒星的位置和運動，進而推算出這些恒星在過去的運動軌跡。通過這種手段，研究人員能夠推測出過去曾有多少顆恒星接近過太陽系。根據這些數據分析，一些恒星確實可能曾靠近太陽系，并短暫影響了它的引力環境。而這次法爾茲納團隊提出的模型，正是基于類似的近距離恒星相遇事件。

在法爾茲納團隊的模擬中，恒星的引力效應不僅能解釋不規則衛星的起源，還能解釋為什么太陽系中的某些柯伊伯帶天體被拋出了太陽系之外。模擬顯示，在恒星經過后的十億年內，近85%的被彈射天體被逐出太陽系，剩下的則被捕獲，成為不規則衛星。法爾茲納對這一結果感到非常意外，因為此前幾乎沒有科學家考慮到恒星的“路過”會對太陽系衛星產生如此深遠的影響。

這一模型的優點在于，它不僅解釋了不規則衛星的起源，還能解釋為什么它們的軌道如此特殊。恒星在太陽系的穿行并非罕見事件，銀河系中有大約1.4億顆恒星可能曾經歷過類似的接觸。換句話說，這一過程在宇宙中可能并不罕見。

模型的挑戰

盡管這一模型得到了研究團隊的支持，但并非所有科學家都認同這種解釋。科羅拉多州博爾德市西南研究所的行星科學家威廉·博特克對此持懷疑態度。博特克指出，從概率的角度來看，這樣近距離的恒星通道非常不可能發生，尤其是在太陽系形成的早期，即使發生了這樣的恒星接觸，也可能導致巨行星的軌道發生劇烈變化。然而，今天我們在太陽系巨行星的軌道中并沒有觀察到這樣的明顯擾動。

博特克的質疑為這一理論增添了不確定性，盡管如此，法爾茲納團隊的研究為我們提供了一個新的視角，使我們更深入地理解了不規則衛星的形成過程。

雖然法爾茲納的研究提出了一個令人興奮的解釋，但它也提醒我們，宇宙的奧秘遠未被完全揭開。未來，隨著觀測技術的進步和更多數據的收集，科學家們或許能找到更多證據，驗證或挑戰這一新理論。正如宇宙中的每一次恒星相遇那樣，這項研究也標志著人類探索宇宙奧秘的新起點。