太阳系的边界在哪里

太阳系的边界是一个既值得探索，又值得回味的问题。它之所以成为问题，本身就是天文学上一次重大观念变革——日心说取代地心说——的结果。因为只有确立了日心说，才有太阳系这一称谓，也才谈得上“太阳系的边界”这一问题。

如果以1543年哥白尼出版《天体运行论》作为日心说确立的年份，那么有关太阳系的边界这一问题，最初238年的答案，是在距太阳约9.6天文单位（约14亿千米）的土星。这一答案在1781年被英国天文学家威廉·赫歇尔发现的太阳系第七颗行星——天王星——所改变。这项发现将太阳系的边界扩展到了距太阳约19天文单位（约29亿千米）处。

天王星被发现后，天文学家对它的轨道进行了计算。出乎意料的是，计算结果与观测并不吻合。天文学家将这一现象归结为一颗未知行星对天王星的引力干扰。英国天文学家亚当斯和法国天文学家勒威耶先后推算出了新行星的位置和轨道。1846年，柏林天文台的加勒和达雷斯特依据勒威耶的推算结果，成功地找到了太阳系的第八颗行星——海王星，太阳系的边界由此扩展到了距太阳约30天文单位（约45亿千米）处。

在那之后又隔了大半个世纪，1930年，美国洛厄尔天文台的天文学家汤博发现了比海王星更遥远的太阳系天体——冥王星。这颗一度被视为太阳系第九大行星，直到2006年才被“降级”为矮行星的天体，将太阳系的边界扩展到了距太阳约39天文单位（约59亿千米）处。

有些天文学家猜测“赛德娜”也是奥尔特云天体

但冥王星的发现并未终结探索太阳系边界的努力。20世纪40年代之后，几位天文学家先后提出了一个想法，那就是在像冥王星那样远离太阳的地方，行星的形成过程会因物质分布过于稀疏而无法进行到底，其结果是在距太阳30～55天文单位（约45亿～83亿千米）处形成一个由“半成品”组成的小天体带。这个小天体带被称为柯伊伯带。自1992年起，柯伊伯带中的天体被陆续发现，它们的分布范围比原先估计的更广。柯伊伯带的发现使太阳系的边界又向外扩展了好几倍。

不同尺度的太阳系示意图

但这仍然不是太阳系的边界。因为天文学家普遍猜测，距太阳更遥远的地方有可能存在一个长周期彗星的“大仓库”——奥尔特云，它的范围有可能延伸到距太阳50000～150000天文单位（75000亿～225000亿千米）处。这几乎已经到了太阳引力控制范围的最边缘，在那之外即便还有天体，也不会像普通太阳系天体那样围绕太阳运动，从而不能再被视为太阳系的一部分了。因此，奥尔特云如果存在，并具有猜测中的范围的话，它的外边缘无疑就是太阳系的边界了。那个边界离太阳是如此遥远，哪怕一缕阳光要从太阳射到那里，也得走上两年左右的时间。如果乘坐时速350千米的高速火车去那里的话，则要花费约700万年的漫长时间！（卢昌海）

【微博士】探索太阳系边界的手段

人类对太阳系边界的探索与观测技术的发展是分不开的。最早的时候，人们只能借助自己的肉眼观察天象。水星、金星、火星、木星和土星就是用肉眼发现的。17世纪初天文望远镜的发明，开启了发现更遥远（从而也更暗淡）天体的大门。天王星和海王星的发现就借助了望远镜的威力。再往后，人们又将照相技术与望远镜结合在一起，并且发明了像闪视比较仪那样特别适用于搜索运动天体的仪器。利用这些设备，借助新兴的计算机技术，人们陆续发现了冥王星、柯伊伯带天体，以及某些可能是最内侧的奥尔特云天体。