涅墨西斯星

涅墨西斯星（Nemesis）又被稱為復仇星和黑暗伴星，是科學家們為解釋地球周期性物種大滅絕的原因而假設出來的一顆太陽伴星，該星是一顆紅矮星或棕矮星（也稱褐矮星），距離太陽50,000至100,000個天文單位，以希臘神話中的復仇女神涅墨西斯的名字來命名。該星至今尚未有證據證明其存在。

基本介紹

• 中文名：涅墨西斯星
• 外文名：Nemesis
• 別稱：復仇星、復仇女神
• 分類：恆星
• 質量：約0.1M☉（估測）
• 表面溫度：800K-2000K（推斷）
• 視星等：7.0-12.0（推斷） 
• 距地距離：約1 光年（推斷）
• 半長軸：50,000-100,000 AU（推斷）
• 公轉周期：約26,000,000 yr（推斷） 
• 提出者：理察·A·穆勒
• 影響1：可能使地球發生周期性物種大滅絕
• 影響2：影響冥外天體的運行軌道

基本介紹

涅墨西斯星又被稱為復仇星，是科學家們猜測的一顆可能存在的太陽的伴星。復仇星在其與太陽互相公轉的軌道上，每隔約2600萬年到達近日點時，周期性地通過其引力影響，改變奧爾特雲內部彗星和小行星的運行軌道，導致部分彗星和小行星受引力影響進入內太陽系，其中進入內太陽系的少數彗星和小行星受地球引力影響，被地球捕獲，成為近地小行星（註：近地小行星絕大多數來源於小行星帶），部分體積較大的彗星或小行星受地球引力作用，周期性的撞擊地球。地球每一次遭受規模較大的撞擊，都會使內部環境發生劇烈變動，溫度急劇上升，以至生物大規模從地球上滅亡。

藝術家畫筆下的太陽與涅墨西斯星

關於復仇星的形成，有人認為它與太陽同期形成，還有人認為它本是系外星體，後來受太陽引力影響，被太陽捕獲。至於復仇星是否存在，它是一顆恆星還是一顆行星，到現在還是未知，因為缺乏復仇星存在的有力證據，天文學家們曾於1986年、1997年至2001年幾次嘗試尋找復仇星，但皆以失敗告終。綜上所述，所以關於導致地球周期性物種大滅絕的彗星與小行星的來源問題，至今仍處於假說研究證實階段。

理論研究

提出

太陽可能存在伴星的理論最先由理察·A·穆勒（Richard A. Muller）提出，因他發現地球上出現物種大滅絕的時間有周期性，平均2600萬年爆發一次，所以去試圖以此解釋物種大滅絕的周期性。

猜想

該伴星推斷其公轉周期為2600萬年，在經過奧爾特雲帶時，干擾了彗星的軌道，使部分彗星進入內太陽系，從而增加了與地球發生碰撞的幾率。但是現時尚未有太陽存在伴星的證據，也使得地球的周期性大滅絕原因飽受爭議。馬蒂斯和維特曼則指出，周期性大滅絕的原因並不一定是太陽存在伴星，並提出可能是因為太陽系在銀河系平面上下擺動，並會攝動內奧爾特雲，其影響與伴星存在的假設相似。但太陽系在銀河系平面上下擺動周期仍有待觀測。

相關線索

至今能證明這顆伴星存在的證據並不完善，其中重要的一條線索就是冥王星軌道外的一顆矮行星——塞德娜，其軌道偏心率極大，近日點和遠日點分別為76個天文單位和975個天文單位。其驚人的偏心率可以間接證明這顆星的存在，當可能存在的涅墨西斯星運行到近日點附近時，這顆矮行星則可能被太陽引力和涅墨西斯星引力同時影響，從而使其公轉軌道和偏心率受到影響。

矮行星塞德娜

塞德娜運行軌道與系內其它主要天體的運行軌道對比

雙星理論

物理雙星

在天文學上，一般把圍繞一個公共重心（公共重心位於對象天體以外）互相作環繞運動的兩顆恆星稱為物理雙星；把看起來靠得很近，實際上相距很遠、互為獨立（不作互相繞轉運動）的兩顆恆星稱為光學雙星（即視雙星）。物理雙星在恆星世界中是很普遍的，而太陽作為一顆恆星，它是否也屬於一種比較特殊的物理雙星，這是科學家非常關心的問題，這個問題是由地球上物種滅絕問題提出來的。

與描述中的涅墨西斯星相仿的褐矮星格利澤229 b

（圖片來源：視覺中國）

提出

穆勒在和他的同事們討論生物周期性滅絕的問題時說：“銀河系中一半以上的恆星都屬於雙星系統。如果太陽也屬於雙星，那么我們就可以很容易解決這個問題了。我們可以說，由於太陽伴星的軌道周期性地和小行星帶相交，引起流星雨襲擊地球。”他的同事哈特靈機一動，說：“為什麼太陽不能是雙星呢？同時，假設太陽的伴星軌道與彗星雲（即奧爾特雲）相交豈不是更合理一些？”於是，他們在當天就寫出了論文稿，並用希臘神話中復仇女神的名字涅墨西斯命名。

假設

人們考慮到，如果太陽有伴星的話，在幾千年中似乎卻沒有人發現過，想必它是既遙遠又暗淡的天體，而且體積不大。這是很有可能的情況，因為在1982年～1983年，天文學家利用紅外干涉測量法，測知離太陽較近的幾顆恆星都有小型伴星，這種小型伴星的質量僅相當於太陽質量的1/15～1/10。

軌道推測

自從“復仇星”的假說被提出以來，科學家們開展了認真熱烈的討論。人們根據克卜勒定律推算，若其軌道周期為2600萬年，那么軌道的半長軸應該是地球軌道半長軸的88000倍，約1.4光年。

系外天體影響

堪薩斯大學和華盛頓史密森學院的研究人員為了更準確計算涅墨西斯星的軌道，重新檢查了過去5億年的滅絕事件數據，發現每過2600萬年就會發生一次規模巨大的滅絕事件，置信度99%。但是考慮到過去5億年中與太陽近距離的恆星影響，涅墨西斯星的軌道會發生變化，因此滅絕周期也應該隨之改變，而不是如此精確。

而二十世紀八十年代的計算顯示涅墨西斯星會因附近恆星和銀河系的引力影響，而有一條不規則的軌道。

相關疑問

1846年，天文學家注意到天王星以一種與牛頓第一定律相矛盾的規律偏離正常軌道“擺動”，這意味著科學家們只有兩種選擇：要么重寫牛頓的物理定律，要么“發明”一顆新的行星來解釋這種奇怪的重力拖曳現象，結果天文學家們發現了海王星的存在。

觀測

路易斯安那大學的天文學家約翰·馬特斯、派屈克·威特曼和丹尼爾·威特米爾研究彗星軌道已有20多年的歷史了，他們在研究了82顆來自遙遠的奧爾特雲的彗星軌道之後發現，這些彗星的運行軌道似乎都受到一個位於太陽系邊緣、冥王星之外的巨型天體的引力影響，使它們的軌道都沿著一條帶狀分布排列，同時它們到達近日點的時間也會發生周期性變化。

猜測與分析

路易斯安那大學的科學家們提出驚人假設，就是在太陽系內擁有兩顆恆星∶一顆是太陽，另一顆就是這顆仍未被現有太空望遠鏡探測到的褐矮星——它跟太陽互相繞著彼此旋轉。該觀點立即引發了科學界的巨大爭論，但路易斯安那大學的天文學家丹尼爾·威特米爾教授認為，這個驚人的假設完全是在統計學的基礎上得出的。威特米爾教授對記者道∶“我們認為這是一顆褐矮星，但也可能是一顆質量是木星6倍左右的未知行星。我們之所以得出這樣的結論，是因為沒有任何其他理論可以解釋彗星軌道的奇怪變化。”威特米爾稱，如果它是一顆褐矮星的話，那么尺寸較小的它，內部將無法像太陽那樣進行核反應，它的表面將相對較冷；同時由於處在遠離太陽的黑暗地帶，它根本無法受到多少太陽光的照射，幾乎不會有任何光線反射出來，以至於在冥王星發現後的70多年裡，天文學家至今沒觀測到它的存在也是很正常的事。

威特米爾教授等人認為，這顆潛伏在黑暗之處的涅墨西斯星，可能正是給地球帶來物種滅絕、包括6500萬年前恐龍滅絕事件的“罪魁禍首”。這顆褐矮星的運行速度十分緩慢，它的運行軌道每隔約3000萬年會定時沖入奧爾特雲中，巨大的引力會將奧特星雲中的一些彗星“拽”出來，將它們送往近日軌道，部分與地球擦肩而過，其中一些彗星則會撞到地球上，造成大規模物種滅絕。路易斯安那大學的科學家認為，地球上的物種大約每3000萬年就會滅絕一次，這個滅絕周期之所以像時鐘一樣精確，正是因為這顆黑暗的太陽伴星每隔3000萬年就會進入奧特星雲，巨大的引力使得成批的彗星偏離軌道沖向地球，從而最終成為“滅頂災星”。

路易斯安那大學的天文學家們測算，這顆處在黑暗中的星體大約在距太陽3萬億英里的地方運轉（即距離太陽約1/2光年）。

探測計畫

天文學家們曾多次嘗試尋找涅墨西斯星。1986年，加州大學洛伊施納天文台嘗試尋找涅墨西斯星，但最終失敗。紅外線天文衛星亦無法找到涅墨西斯星。在1997年至2001年期間進行的巡天調查2微米全天巡天嘗試尋找涅墨西斯星，亦終告失敗。

假設分析

如果涅墨西斯星是棕矮星，那么在廣域紅外線巡天探測衛星（英語簡稱WISE）計畫中，觀測衛星可能輕易就能找到它的蹤跡。通過使用更先進的紅外線望遠鏡技術，天文學家已經能夠偵測到溫度低至150 K，距離太陽系10光年遠的星體，但天文學家使用這些技術，卻仍然找不到涅墨西斯星。但如果涅墨西斯星是紅矮星，那么它應該早已被記錄在星表中。但是因為這顆星假設是圍繞著太陽運行的，所以它的自行會很小。因此，傳統的自行運動調查方法將無法用來尋找這顆星，用量度視差的方法才可能發現這顆星。

天體觀測

2011年，美國太空總署高級科學家大衛·莫里森指出，現在並無任何有力證據證明涅墨西斯星的存在。

到2012年為止，天文學家發現了約1800顆棕矮星，但沒有任何一顆是位於太陽系內。

如果涅墨西斯星真的存在，正在進行中的泛星計畫或大型綜合巡天望遠鏡天文觀測則應該可以發現它。