什么是「奥尔特云」？

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伊卡鲁斯二号

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奥尔特云，是一个距离太阳一光年左右的巨大的球状区域，包围着整个太阳系。该区域里存在着数以万亿计的小天体，总质量大概是地球的5-100倍左右（最初估计值为380倍，后发现大了）。由于远离太阳温度极低，所以这些小天体都是冰质的。在这里，太阳的引力极其微弱，来自其他恒星的引力以及银河系中心的潮汐力

都可能大于太阳的引力，所以小天体环绕太阳的轨道大多是不稳定的。

奥尔特云同时也是太阳系中唯一一个完全位于星际空间的结构，它远远超过了太阳风所吹出的日球层顶

，以及弓形激波（如果有的话）

奥尔特云与太阳系盘面之间，存在一个过渡的区域，称为内奥尔特云

，也称希尔斯云（Hills cloud ）。它从0.3光年左右的向内延伸到柯伊伯带5倍远的地方，从球状慢慢转变称为盘状。内奥尔特云的质量约为奥尔特云的5倍左右，它可能是被其他恒星的引力拉扯出来的，对奥尔特云起到了补给的作用。

在内奥尔特云与柯伊伯带之间，存在着大量的高偏心率小天体，最著名的就是塞德娜

。

那么奥尔特云的这些物质是从哪里来的呢？

奥尔特云的物质据估计应该有三种来源：

1，当时就存在于太阳系分子云外侧的星际物质

太阳系源于一次分子云的坍缩，太阳以及行星都是这个分子云的一部分。但是这片分子云在坍缩之前本身也存在引力，可以影响周边的小天体。分子云坍缩之后，原本存在于分子云边缘的小天体就被孤独地留在了远离行星系的遥远边疆地区。

2，被大行星的引力弹弓

甩出来的行星际小天体

太阳系曾经经历过规模宏大的行星轨道迁移。当最晚形成的天王星和海王星诞生之后，它们与木星、土星产生引力作用，使得它们的轨道向外扩张，并彻底打乱了柯伊伯带小天体

的轨道。

这个过程产生了大量高偏心率的小天体，其中的一部分飞向了太阳系的边缘，并较为长久地留存在那里（因为远日点的线速度太慢了），随后来自其他恒星的引力以及银河系潮汐力把它的近日点也抬升到较高的位置。

太阳系巨行星目前仍然还在不断把太阳系内的小天体向外甩出。

3，从其他恒星的行星系中剐蹭下来的小天体

银河系中的恒星的希尔球

一个挨着一个，奥尔特云位置的小天体可以同时受到多颗恒星的影响。恒星之间存在轻微的相对速度，因为当恒星掠过彼此时，就会把另一颗恒星引力范围边缘的小天体剐蹭下来一部分带走。奥尔特云中有相当质量的物质并不起源于太阳系，而是来自其他恒星的行星系。

奥尔特云大概在形成后8亿年，质量达到峰值，随后补给开始少于消耗，质量逐渐下降。

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好吧，我来给大家泼一盆冷水，其实以上都是扯淡！

实际上，由于距离遥远，人类从未真正直接观察到奥尔特云的存在。对奥尔特云的研究，是通过彗星的轨道连蒙带猜

而来的。

人类很早就在思考一个问题：长周期/非周期彗星从哪里而来？

彗星有两种，它们有着非常明显的区别。短周期彗星与长周期/非周期彗星

。

短周期彗星（如哈雷彗星）的轨道是明显的椭圆，远日点

基本也落在八大行星的范围附近。轨道平面与黄道面的差距不是很大，这与太阳系的绝大多数小天体没啥区别。

而长周期和非周期彗星的轨道则完全不同。它们的轨迹延伸到很远很远、在地球上难以观测到的地方。而且它们完全没有共面性，会从天空的任意方向落入。举个例子，海尔波普彗星的轨道平面与黄道面呈90度垂直。

于是一个很符合直觉的想法就是：长周期/非周期彗星是存在于星际空间的流浪者，随机地落入了太阳系或其他行星系。

然而，当人们对彗星的轨道进行归纳总结后，发现这种说法是错误的。

图源

@刘博洋

高中物理知识告诉我们，二体运动的轨迹是圆锥曲线。达不到逃逸速度则为椭圆，正好等于逃逸速度则为抛物线，大于逃逸速度则为双曲线（的其中一支）。如果长周期/非周期彗星真的来自于太阳系外，那么大多数彗星在落入太阳系之前应该或多或少与太阳存在相对速度。存在初速度的物体进入引力范围后再被引力势能加速，得到的轨迹一定是超过逃逸速度的双曲线轨道。然而，双曲线轨道的彗星极其稀少，几乎不存在，而且多数双曲线彗星的偏心率也只是比1略大一点点而已。绝大多数长周期/非周期彗星的轨道都是抛物线的。

抛物线就意味着该物体的速度正好等于逃逸速度，它们最初的引力势能最大，是从太阳系的引力边缘落入的，但落入前相对于太阳没有相对速度。所以长周期/非周期彗星的来源地必然是一直伴随着太阳系的。又因为，抛物线轨道的彗星轨道倾角不固定，不像短周期彗星那样集中在黄道附近。我们可以知道，长周期/非周期彗星来自于太阳系边缘一个球状的空间里。

再后来，人们发现按照现有的消耗速度，奥尔特云应该早就耗尽了才对，于是才有了内奥尔特云（希尔斯云

）的提出。

编辑于 2019-04-07 15:55