奥尔特云小天体的漂移和太阳原行星盘的紫外线侵蚀

太阳很可能和大多数恒星一样，都是从某个分子云星团里的成员演变而来的，但它在星团里生活的时间并不长。因为到了一定时候，恒星就会像幼鸟离巢般陆续离开孕育它们的星团，一般情况下，不出1000万年，一个星团就会完全消散。只有大约1%的恒星会在它们诞生的星团里生活超过1亿年，但它们最后同样也会离开。分子云里的气体一旦消散，由于质量减少，它的引力再也无法将分子云凝聚在一起。计算机模拟显示，星团里的恒星只有在与另一颗恒星相遇时，才会离开星团。当两颗恒星相遇时，它们之间的引力加速度就会像一个弹弓，将其中的一个或两个弹到附近的星系。这是所有恒星迟早都要面对的共同命运，到最后星团也就解体了。

那么，太阳究竟是来自像猎户座星云这样有着大质量恒星的大星团，还是来自像金牛座-御夫座星云这样的小星团呢？太阳独特的诞生环境又是如何塑造出太阳系的呢？太阳诞生至今已经过去45亿年了，这些问题似乎已然无从回答。但如果你知道了思考方向的话，还是可以找到一些线索的。

第一条线索是塞德娜，它是海王星外侧的一颗冰质小行星。塞德娜的轨道异常狭长，近日点离太阳76天文单位，远日点离太阳960天文单位，关于它的更多细节我们会在第14章中介绍。它的轨道成因至今仍然是个谜。塞德娜形成的位置一定比如今更靠近太阳，要么位于柯伊伯带中，要么位于巨行星轨道之间。然而，将它从原来位置拉到今天所在位置的并不全是太阳和行星的引力，还有来自太阳系外某个天体的引力。

今天，太阳方圆10光年内只有不到12颗恒星，而在遥远的过去，情况则大不相同。假设太阳来自一个大星团，那么它的周围应该还有很多星体——像猎户座星云的四边形星团，这个只有20光年大小的区域就聚集了2000颗恒星。在太阳所在的星团解散前，也许太阳曾经和几颗其他恒星相遇过。计算结果表明，奥尔特云里的小天体有可能都是受到相邻恒星的行星摄动和引力的合力，从太阳系拉过来的，只留下了几个以类似塞德娜的轨道运行的天体。可以肯定的是，它们没有运行到离太阳100～200天文单位的范围内，否则它们的引力肯定会使一些行星的轨道产生变化，而我们并没有看到这类变化。

遗憾的是，最新研究表明，单靠这些因素并不能帮助我们了解更多太阳诞生时所在星团的特征。还有一条线索就是太阳系今天存在的各种物质。第5章里，我们说到太阳系早期含有一些寿命短暂的放射性同位素，我们在陨石里找到了它们的衰变产物。其中有些衰变产物，像铁-60，只可能形成于超新星爆炸。这意味着，曾经有一颗超新星在刚形成的太阳系附近爆炸，并且它的物质被喷射到太阳所在的分子云的核心或原行星盘里。(www.xing528.com)

这颗超新星的前身星与太阳前身来自同一个星团，它的质量很可能至少是太阳的25倍。它的质量如此之大，以至于它的寿命可能只有几百万年，太阳还在原行星盘里形成时，它也许早就爆炸了，甚至它可能还比太阳形成得更早一些。按理来说，如果太阳在大星团里形成，它附近应该至少有一个质量像该前身星那么大的恒星。我们甚至还可以推算出这个超新星和太阳的距离。超新星爆炸距离太阳太远的话，当它的放射性物质到达太阳时，浓度肯定已经急剧减小，我们今天就不会看到它们的产物了。而如果超新星爆炸距离太阳太近的话，它就会破坏太阳的原行星盘。权衡这些因素后，我们得出超新星爆炸的地方应距离太阳大约2/3光年。

深入分析数据后，我们推测出孕育太阳的星团里应该含有至少1000颗恒星，而且实际数字可能比它大得多。这样一个星团里可能含有多个大质量的恒星，其中至少有一颗发展成了超新星。在短暂的生命历程里，这些大质量恒星产生了大量紫外线辐射。上文，我们已经介绍过了大质量恒星的紫外线是如何侵蚀鹰状星云的尘埃核心和猎户座中的原行星盘的。紫外线可能通过这种方式侵蚀掉了太阳原行星盘的外围区域。这就能够解释为什么太阳系的行星最远距离太阳才30天文单位，以及柯伊伯带的外缘比较锐利，而且距离最远的大行星也没多远。

紫外线辐射还会留下一些微弱的痕迹。紫外线在打散恒星的分子核或原行星盘里的一氧化碳分子时，会选择破坏那些含有稀有碳同位素和氧同位素的一氧化碳分子。挣脱出来的氧原子也许逃逸到了内太阳系，这也能够解释为什么今天有时我们会在陨石里找到氧同位素了。

对于太阳系形成时刚好有一颗超新星在它附近爆炸这一说法，一些天文学家持怀疑态度。还有一种可供选择的观点是，几颗超新星重叠的区域产生了膨胀的气泡，导致一个高密度的分子云坍缩，然后很快孕育出了很多恒星，太阳就是这样诞生的。虽然太阳诞生的确切环境是怎样我们还不得而知，不过有大量证据表明，太阳所诞生的星团应该像猎户座那么大，而不像金牛座-御夫座星云那么小。