围绕银核的轨道运动

围绕银核的轨道运动

其他恒星不大可能同我们太阳发生灾难性的相遇，这个结论还有一个根据。原来，我们邻近的恒星并不是像一窝蜜蜂那样完全作随机运动。在银河系中心或者在一个球状星团的中心也许是那样，在我们这个区域却不然。

在银河系的外围，情况多少同太阳系有些相似。银河系的核心，即银核，它位于银河系中心只是银河系的极小一部分，但却具有100亿倍太阳质量。当然，这银核的一部分可能就是位于中心的黑洞（假定存在这个黑洞）。这样一个银核作为一个整体施加其影响，其作用就像是银河系的“太阳”。

银河系外围的数十亿颗恒星沿着一定的轨道围绕着银核旋转，其情形就好像行星围绕着太阳。例如我们太阳，它距离银河系中心3.2万光年，沿着一条近似圆形的轨道围绕着那个中心运动，速度是每秒250千米左右，大约要花2亿年旋转一周。因为太阳是在将近50亿年以前形成的，所以太阳的轨道如果一直保持不变的话，它已经围绕银心（银河系中心）旋转了24周或者25周。

不言而喻，离银心比太阳近的那些恒星运动速度会更快，它们运行一周所花的时间要少些。当它们追赶上来时，它们会向我们接近，但只是同我们相距一个安全距离错身前去，这以后，它们就远离我们而去。同样，距离银心较远的那些恒星运动较慢，运行一周要花较长的时间。当我们追赶这些恒星时，它们是在向我们接近，但也多半是相距一个安全距离掉到后面去，这以后，也远离我们而去。

如果所有的恒星都是在差不多位于同一平面的非常接近于圆形的轨道上运动，而且离它们围绕的银心的距离相差比较大（就像太阳系内各行星的情形），那么就不会有机会发生两颗恒星的相撞或近距离相遇。事实上，在银河系的150亿年的历史中，其中的恒星已经相互作用排列得十分合乎这种情况，以致银河系的外围部分已经形成为一个扁平的圆环（环中的恒星排列成一些螺旋结构），而且圆环平面通过银核的中心。我们的太阳已经在它的轨道上运行了25圈，而我们在地球的地质记录上却从未发现有遭遇过灾难的迹象。这一事实表明，银河系中恒星目前的排列方式对于避免太阳与其他恒星相撞是十分有效的。

不过，太阳系里只有九大行星，⁽²⁾而在银河系的外围却有数十亿颗大小相当可观的恒星。即使这些恒星中绝大多数的轨道都合乎规矩，哪怕只有极少数捣蛋分子，那也意味着有相当大数量的恒星的轨道会惹起麻烦。

有一些恒星具有非常扁椭的轨道。因此，很可能这些恒星中有某颗恒星的轨道会同太阳的轨道在某一点以比较小的距离彼此相交。除非每一次当太阳运动到这个相交点时那另一颗恒星都在非常远的地方，或者当另一颗恒星运动到这个相交点时太阳总是在非常远的地方，否则，太阳和那另一颗恒星最终必然会差不多同时一起运动到这个相交点，从而出现一次近距离遭遇。不过，这里所说的“最终”，很可能是一段非常长的时间。

更糟糕的是，恒星的轨道并不一定始终不变。当两颗恒星在不太远，也不十分近的距离相遇时，虽然在这种距离上这种相遇还不至于使它们的（如果有的话）行星系统瓦解，但它们之间的引力作用却有可能使彼此的轨道稍微改变一点。在这种情况下，太阳本身即使未参与事件，却也可能受到影响。例如，可能有两颗恒星在银河系的另一侧相遇，其中一颗恒星的轨道恰好改变（或受“摄动”）成这种样子：它原来绝不与太阳的轨道相交，而现在却有可能同我们太阳系相遇了。

当然也可能有相反的情况。一颗恒星原来的轨道本来有可能使得它相当靠近太阳系，可是在不涉及太阳的某种摄动的影响下，它的轨道改变了，以致它再也不可能接近我们。

恒星的椭圆轨道还引出另一个有趣的问题。一颗其轨道十分扁长的恒星，它现在或许正好处在银河系我们所在的这一区域，但是几亿年以后，它就可能运动到了它的轨道的另一端，比它现在的位置距离银核远得多。一颗恒星如果具有这样的椭圆轨道，它目前的位置就在我们近处，因而已经是处在它接近或者最接近银核的位置，当然对我们构不成威胁。它以后离开这个位置，也不会有太大的关系。

然而，一颗恒星也可能具有另一种样子的椭圆轨道。它今天位于我们近处，却已经是接近或正好在它的轨道上的最远点，因而几亿年以后，它便可能深入到银河系里面去，与银核相隔小得多的距离与之擦边而过。不难想象，这将引起很大的麻烦。

越接近银核的地方，恒星越稠密，那里的恒星的轨道也不大规则和稳定。因此，一颗向着银河系内部运动的恒星受到摄动的机会将越来越大。它直接与其他恒星发生碰撞的可能性虽然仍然十分小，但比它在外围时却要大得多。它与另一颗恒星接近，以致它的轨道受到摄动的机会也许只增加同样的比率，可是，这样的机会却有可能已相当大，而不容忽视。

所以，那些具有椭圆轨道而进入到银河系里面将会距银核比较近的恒星，当它们重新回到外围区域时，都十分可能具有或多或少已经改变了的轨道。这样的恒星如果它以前对我们不构成威胁，这时却可能会带来灾难（当然，相反的情形也是可能的）。由此可见，一次摄动便有可能直接影响到我们。

前面我曾经谈过，一颗恒星如果在离太阳30倍于最外面的一颗行星冥王星⁽³⁾的距离与我们擦边而过，那对我们不会产生影响。但是，我的意思只是说，那种情况不会严重地影响到我们太阳的运转和地球上的环境。如果一颗恒星同我们擦边而过的距离有1光年左右，那么就更没有多大关系了。

可是，如果有一颗恒星从我们旁边经过，它到我们的距离虽然还不足以对我们额外加热而引起什么麻烦，却有可能稍微减慢太阳围绕银河系中心的运动。在那种情况下，太阳原来的接近于圆形的轨道也许会变得稍微扁长一些。于是，太阳以前围绕银心转了20多圈都从未接近过银核，那时却有可能向银核接近了。

我们的太阳越是向银核靠近，它进一步受到摄动的机会越大，其轨道的变化也越大。倘若每次都受到不利的摄动，太阳最后便有可能落入一条会把我们带进银河系内部区域的轨道，比如说，在10亿年以后让我们十分靠近银河系的中心区域。到那时，天空的普遍辐射背景将十分强烈，足以消灭掉地球上的一切生命。不过，发生这种事情的机会实在太小了，对今后1万亿年里我们太阳同其他任何一颗恒星相遇的机会是八万分之一的估计没有什么影响。

然而，八万分之一的可能性的这个估计还只涉及单颗恒星。涉及球状星团又会怎样呢？球状星团都不在银道面内，它们分布在银核外面的一个球壳里。每一个球状星团也围绕着银核旋转，但旋转面十分倾斜，同银道面有一个很大的夹角。如果一个球状星团现在位于银道面上方某处，那么，随着它在自己的轨道上运动，它到某个时候必定会倾斜着向下运动，穿过银道面，继续下沉，然后又倾斜着向上运动，在银核的另一侧穿过银道面，最后回到现在的位置。

如果一个球状星团距离银核同我们一般远，那么每隔1亿年左右它就会穿过银道面一次。如果它距离银核更近些，这个间隔时间会更短；如果距离更远些，这个间隔时间也更长。因为银河系里大约总共有200个这样的球状星团，我们料想得到，如果这些球状星团到银核的平均距离与太阳系到银核的距离一样，那么总会有一个球状星团每隔50万年左右穿过银道面一次。

一个球状星团的截面积是一颗普通恒星截面积的100亿倍。因此，当它穿过银道面时，同单颗恒星穿过银道面相比，与某颗恒星相撞的机会也要大100亿倍。

诚然，球状星团与一颗恒星相碰撞，情形毕竟不同。我们的太阳如果被另一颗恒星击中，那是名副其实的碰撞。我们的太阳倘若被一个球状星团击中，也许并不发生真正的碰撞。从远处看去，球状星团里似乎挤满了恒星，其实那里面空得很。如果我们太阳随机地穿过一个球状星团，它同里面某一颗单个恒星相撞的机会只有一万亿分之一。（这机会不算太大，可是，它也要比太阳目前穿过银河系外围区域同邻近的单颗恒星相撞的机会大得多。）

虽然一个球状星团万一同我们碰撞不见得会直接摧毁太阳，甚至不见得会以光和热的形式严重影响地球的环境，但是，结果太阳的轨道相当有可能会发生变化；尽管这只是可能，而不是绝对会发生。

球状星团同太阳相撞对得越准，太阳受到摄动的可能性就越大。这样，太阳在穿过一个球状星团时，一路上它会越来越靠近球状星团的中心。在球状星团的中心，恒星分布得比较稠密，因而太阳受摄动的机会和与另一颗恒星真正发生相撞的可能性会更大。不仅如此，由于球状星团中心可能有一个质量为太阳质量1000倍的黑洞，太阳也许正在靠近一个这样的黑洞。

太阳受这个黑洞摄动甚至被捕获的机会当然是严重的，然而，即使不是这样，一个黑洞邻近的高能辐射也有可能把地球上的生命置于死地，尽管地球的物理结构并未受到影响。

出现这种情况的可能性同样很小。球状星团的数目本来就不大，加之又只有在地球到银核距离附近十几光年范围穿过银道面的那些球状星团才有可能对我们构成较大的威胁，所以这样的星团充其量只有一两个。这样的球状星团穿过银道平面时又恰值太阳在它的巨大轨道上运动到那一地点，这样的机会实在小得很。

最后，说到一个球状星团与我们发生碰撞的突然性，那要比单颗恒星逼近我们的情形更差。当球状星团和恒星与我们相隔同样距离时，前者要比后者引人注目得多。如果一个球状星团正在向我们运动有可能导致一场碰撞，我们肯定会提前100万年或更早就警觉起来。