这个话题中其实包含了两层意思,首先就是要确定奥尔特云有多大,其次还要确定太阳的引力范围有多大,剩下的也就是比个大小的事情,想必谁都可以完成!
一、奥尔特云在哪里?
其实奥尔特云从来都没有被证实过,但根据推测必定存在这样一个天体,因为太阳系的形成需要一个母星云!而太阳系形成中并不彻底利用所用星云物质,在距离太阳比较遥远的太阳系边缘以及星云内部,仍然存在大量的星云物质,这就是奥尔特云的理论依据!那么有具体的证据证明其存在吗?
彗星的来源也许是最好的证明
小行星带的天体不可能形成彗星,因为它在太阳系的“雪线”以内,因此彗星必定起源于雪线之外,而对短周期彗星的观测表明,大部分彗星都来自于离散盘!
离散盘:在内侧与柯伊伯带重叠,外侧向黄道面上下扩展,零星散布由冰晶组成的小行星区域
离散盘与柯伊伯带是大部分彗星的来源区域,但仍然有很多长周期彗星可能来自于奥尔特云!因为处在太阳引力边缘的奥尔特云中的天体,非常容易受到临近恒星引力的扰动而进入太阳系内轨道,成为我们所了解的彗星!
尽管我们无法确认具体的奥尔特云的性质与范围,但我们很确信在柯伊伯带以及离散盘周围,范围大概在1-2光年左右,有一个诞生太阳系的奥尔特云!
二、太阳的引力范围是多少?
太阳的直径大约139.2万千米,总质量为1.9891*10^30千克,看起来确实是个庞然大物,但传说中的奥尔特云直径高达2光年左右,太阳的引力能达到如此遥远的距离吗?
事实上我们所了解的引力是长程力,它的作用距离是无限的!唯一有关系的是附近的天体也有它们自身的引力范围,而这个各自的引力绝对控制的区域称为“洛希球”或者“希尔球”,希尔球的含义是在天体的引力范围内不被另一个更大天体控制的区域!简单的说我们只要计算下奥尔特云是否在太阳的希尔球范围内,就可以了解奥尔特云是否在太阳的引力范围内!
上图其实是两个近距离天体通过洛希瓣吞噬物质的示意图,当然我们用来示意太阳和临近的恒星之间也并无什么问题,只不过这个范围扩大到了光年的范围,那么希尔球如何来计算呢?
a为两者之间的距离,m为太阳质量,M为半人马座α的质量!我们来简单计算下:
半人马座α星a的质量为:1.1倍太阳质量
半人马座α星b的质量为:0.97倍太阳质量
半人马座α星c的质量为:0.15倍太阳质量
因为这是一个三星系统,所以我们必须考虑三个质量,当然本例也只做一个近似计算
两者之间的距离为:4.37光年,计算得
r=2.3227光年,即太阳的希尔球半径范围大约为2.3光年,因此我们认为直径约2光年的奥尔特云完全在太阳的希尔球范围内!即处在太阳的引力范围内!