太陽(yáng)伴星是人們假設出來(lái)的一個(gè)
紅矮星或
棕矮星，距離
太陽(yáng)50,000至100,000個(gè)
天文單位，并以復仇女神的名字來(lái)命名。
太陽(yáng)可能存在伴星的理論最先由Richard A. Muller提出，因他發(fā)現
地球上出現
大滅絕的時(shí)間是有
周期性的，約二千六百萬(wàn)年有一次，去試圖解釋大滅絕的周期性。
該伴星推斷其公轉周期為二千六百萬(wàn)年，在經(jīng)過(guò)奧爾特云帶時(shí)，干擾了
彗星的軌道，使數以百萬(wàn)計的彗星進(jìn)入
內太陽(yáng)系，從而增加了與地球發(fā)生碰撞的機會(huì )。
現時(shí)，尚未有證據證明太陽(yáng)存在伴星，也使得地球的周期性大滅絕原因受爭論。
Matese和Whitman則指出，周期性大滅絕的原因并不一定是太陽(yáng)存在伴星，并提出可能是因為太陽(yáng)系在銀河系平面上下擺動(dòng)，并會(huì )攝動(dòng)奧爾特云，其影響與伴星存在的假設相似，但其上下擺動(dòng)周期仍有待觀(guān)測。
在天文學(xué)上，一般把圍繞一個(gè)公共重心互相作環(huán)繞運動(dòng)的兩顆恒星稱(chēng)為物理雙星；把看起來(lái)靠得很近，實(shí)際上相距很遠、互為獨立（不作互相繞轉運動(dòng)）的兩顆
恒星稱(chēng)為光學(xué)雙星。
光學(xué)雙星沒(méi)有什么研究意義。物理雙星是唯一能直接求得質(zhì)量的恒星，是恒星世界中很普遍的現象。一般認為，
雙星和
聚星（3～10多顆恒星組成的恒星系統）占恒星總數的一半多。太陽(yáng)作為一顆較典型的恒星，它是否也有自己的伴侶——伴星呢？或者說(shuō)，它是否也屬于一種比較特殊的物理雙星呢？近幾年來(lái)，這是科學(xué)家非常關(guān)心的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題是由地球上物種絕滅問(wèn)題提起來(lái)的。
在宇宙中約有一半的恒星是雙星，我們把較亮的一顆叫主，暗的一顆叫伴星。 由數顆恒星組成的聚星在宇宙中也占相當大的比例,而成單的恒星在宇宙只是少數。目前科學(xué)家們還發(fā)現太陽(yáng)朝某個(gè)方向加速運動(dòng)，只用銀河系總體對太陽(yáng)的引力則不能很好解釋這種加速現象。有的學(xué)者提出太陽(yáng)的加速運動(dòng)正是由某顆伴星吸引的結果，只是由于它太暗(中子星)或根本看不到(黑洞)。這種假說(shuō)還認為這顆伴星的質(zhì)量于太陽(yáng)的質(zhì)量不相上下，它與太陽(yáng)的距離將比地球軌道遠一千倍也就是說(shuō)1500 億千米，旋轉周期長(cháng)達10000 年。
太陽(yáng)是雙星嗎
天文學(xué)家曾有過(guò)太陽(yáng)具有伴星的想法是很自然的事。當人們發(fā)現
天王星和
海王星的運行軌道與理論計算值不符合時(shí)，曾設想在
外層空間可能另有一個(gè)天體的引力在干擾天王星和海王星的運動(dòng)。這個(gè)天體可能是一顆未知的大行星，也可能是太陽(yáng)系的另一顆恒星——太陽(yáng)伴星。
為了解釋
美國那兩位
古生物學(xué)家的發(fā)現，1984年，美國物理學(xué)家穆勒在和他的同事，共同提出了太陽(yáng)存在著(zhù)一顆伴星的假說(shuō)。與此同時(shí)，另外的兩位天體物理學(xué)者維特密利和杰克遜，也獨立地提出了幾乎完全相同的假說(shuō)。
穆勒在和他的同事們討論生物周期性絕滅的問(wèn)題時(shí)說(shuō)：“
銀河系中一半以上的恒星都屬于雙星系統。如果太陽(yáng)也屬于雙星，那么我們就可以很容易解決這個(gè)問(wèn)題了。我們可以說(shuō)，由于太陽(yáng)伴星的軌道周期性地和小行星帶相交，引起流星雨襲擊地球。”他的同事哈特靈機一動(dòng)，說(shuō)：“為什么太陽(yáng)不能是雙星呢？同時(shí)，假設太陽(yáng)的伴星軌道與彗星云相交豈不是更合理一些？”于是，他們在當天就寫(xiě)出了論文的草稿。他們用
希臘神話(huà)中“
復仇女神”的名字，把這顆推想出來(lái)的太陽(yáng)伴星稱(chēng)為“復仇星”（Nemesis）。
前面所提到的彗星云一般稱(chēng)為“奧爾特云”，它是以
荷蘭天文學(xué)家?jiàn)W爾特的名字命名的繞日運行的一團太陽(yáng)系碎片，奧爾特曾認為它距離太陽(yáng)15萬(wàn)天文單位（日地平均距離），可能是一個(gè)“彗星儲庫”，其中至少有1000億顆彗星。由于太陽(yáng)伴星在彗星云附近經(jīng)過(guò)，使彗星運動(dòng)軌道發(fā)生變化，因此引起彗星撞向地球，結果引起了生存條件的變化。穆勒說(shuō)，這種彗星雨可能持續100萬(wàn)年。這一觀(guān)點(diǎn)與某些古生物學(xué)家設想物種絕滅并不是那么突如其來(lái)的意見(jiàn)是一致的。
人們考慮到，如果太陽(yáng)有伴星的話(huà)，在幾千年中似乎卻沒(méi)有人發(fā)現過(guò)，想必它是既遙遠又暗淡的天體，而且體積不大。這是很有可能的情況，因為在1982～1983年，天文學(xué)家利用紅外干涉測量法，測知離太陽(yáng)最近的幾顆恒星都有小伴星，這種小伴星的質(zhì)量?jì)H相當于太陽(yáng)質(zhì)量的1／15～1／10。此外，在某些雙星中，確實(shí)還有比這更小的伴星存在著(zhù)。
隨著(zhù)現代考古學(xué)的進(jìn)展和放射性同位素測定年代的技術(shù)應用于考古學(xué)，人們發(fā)現，在過(guò)去的6億年中，地球上至少發(fā)生過(guò)5次大的和幾次小的生物絕滅。譬如，其中主要的有5億年前的寒武紀絕滅，導致
三葉蟲(chóng)類(lèi)從地球上消失；2.48億年前二疊紀發(fā)生的一場(chǎng)最大的生物絕滅，約有90％以上的
海洋生物絕種；大約在6500萬(wàn)年前的
白堊紀，地球上的龐然大物恐龍以及70％的動(dòng)植物種滅絕了。
引起這種大規模物種絕滅的原因是什么呢？有些科學(xué)家指出，這是由于地殼板塊的漂移，形成大地震和造山運動(dòng)，新的大陸和海洋出現，引起生物環(huán)境的變遷，物種因此而發(fā)生大規模絕滅。這個(gè)理論的問(wèn)題在于，大陸板塊漂移是較慢的，而且是不間斷的，為什么物種大規模絕滅帶有突發(fā)性，即似乎是“一下子”就被毀滅了呢？ 1977年，美國地理學(xué)家阿瓦茲與它的父親——
諾貝爾物理學(xué)獎獲得者
路易斯，提出了恐龍絕滅與白堊紀末期的
隕石雨有關(guān)的假說(shuō)，其中提到可能有一顆小行星碰撞地球導致恐龍絕滅。
1984年，美國的兩位古生物學(xué)者，對地球上物種絕滅情況作了統計分析研究，結果發(fā)現，在過(guò)去的2.5億年中，生物滅絕似乎有一定的規律：約每隔2600萬(wàn)年出現一次絕滅高峰期。如此準確的周期性意味著(zhù)什么呢？人們根據古生物學(xué)者推算出的生物災難期，對地面大隕石坑形成年代進(jìn)行了考察，發(fā)現在生物災難期間形成的隕石坑，比其他年份多得多。有的天文學(xué)家認為，這可能是由于彗星周期性地轟擊地球而引起的。因為，在銀河系平面中，宇宙塵埃比較密集，當太陽(yáng)帶領(lǐng)太陽(yáng)系全體成員經(jīng)過(guò)此平面時(shí)，宇宙塵埃就會(huì )擾動(dòng)彗星云，引起彗星轟擊地球，導致生物的大規模絕滅。
“復仇星”在哪里
自從太陽(yáng)伴星——“復仇星”的假說(shuō)公諸報端，科學(xué)家們開(kāi)展了認真熱烈的討論。人們根據開(kāi)普勒定律推算，若其軌道周期為2600萬(wàn)年，那么軌道的半長(cháng)軸應該是地球軌道半長(cháng)軸的88000倍，約1.4光年，即太陽(yáng)伴星距太陽(yáng)比任何已知恒星要近得多。
1985年，美國學(xué)者德?tīng)査鼓诩僭O“復仇星”確實(shí)存在的前提下，用一種新方法算出了這顆星的軌道。他首先對最近2000萬(wàn)年左右脫離奧爾特云的那些彗星進(jìn)行統計、調查，對126顆這樣的彗星及其運動(dòng)作了統計研究，斷言他的統計可靠性達95％。他確定，大多數這類(lèi)彗星都作反方向運動(dòng)，即幾乎與太陽(yáng)系所有行星運動(dòng)的方向相反。根據這些彗星的沖力方向算出，在不到2000萬(wàn)年以前，奧爾特云從某一其他天體接受到一種引力沖量。他認為，這是由一個(gè)以每秒0.2或0.3公里速度緩慢運行的天體引起的，“復仇星是一種令人滿(mǎn)意的解釋”。
德?tīng)査鼓鶕?dòng)力學(xué)算出，“復仇星”的軌道應該與黃道幾乎垂直，它目前應該接近其遠日點(diǎn)（距太陽(yáng)最遠的點(diǎn)），而它的方向應該是離開(kāi)黃極5°左右。
美國學(xué)者托貝特等，計算了“復仇星”可能的軌道因
星系“
潮汐”——即太陽(yáng)系以外的物質(zhì)引力影響而產(chǎn)生的軌道變化?？紤]到這顆星可以運行到離太陽(yáng)很遠的地方，很容易受到別的天體引力的影響。托貝特說(shuō)，即使它原先的軌道很穩定，也不可能在從太陽(yáng)系存在以來(lái)的46億年中，軌道一直保持不變。許多研究者同意這樣的看法：這顆軌道周期為2600萬(wàn)年的伴星的預期壽命至多為10億年。這就意味著(zhù)，它可能是在太陽(yáng)形成之后很久才被太陽(yáng)“俘獲”的，或者就像有的科學(xué)家指出的那樣：在“復仇星”剛形成時(shí)，它和太陽(yáng)之間的聯(lián)系要比現在緊密，其周期約為100～500萬(wàn)年，后來(lái)由于其他天體的引力“牽引”而外移到現在的軌道；這種外移最終會(huì )導致它脫離太陽(yáng)的引力影響。
為了尋找“復仇星”，穆勒等人用大型天文望遠鏡拍攝了大約5000張北半球暗星的照片。他計劃，每隔一段時(shí)期拍攝一次，由比較一下哪些暗星存在較大的“自行”，它們就是“復仇星”的選者了。如果他們在北半球找不出這樣的星體，他們還將探查南半球天空。一般認為，太陽(yáng)伴星應屬于一種較小的恒星——紅矮星?？墒?，目前人們還沒(méi)有南半球天空的紅矮星表，觀(guān)測上的困難是很多的。穆勒說(shuō)：“如果他們找到了一顆近似的星體，接下來(lái)事情就好辦了。”一旦從大海里撈出了這枚針，要證明這確實(shí)是那枚針就不難了。
疑問(wèn)重重
針對太陽(yáng)系的現狀，有一些天文學(xué)者認為，太陽(yáng)伴星由于某種原因未能形成，而形成了八大行星及其衛星、小行星和彗星等等。美國天體物理學(xué)家韋米爾和梅梯斯的研究認為，尚未發(fā)現的太陽(yáng)第 10顆大行星（經(jīng)常寫(xiě)做X行星）可能是引起周期性彗星雨——生物大規模絕滅的原因。
韋米爾他們是在把前人兩個(gè)設想合并到一起后，創(chuàng )立這種新穎的解釋的。這兩個(gè)設想是：在
冥王星軌道之外存在著(zhù)X
行星；以及認為在海王星之外的太陽(yáng)系平面中可能有一個(gè)彗星盤(pán)或彗星帶。在他們設計的一個(gè)模型中，X行星周期性地從上述彗星帶近旁穿過(guò)，破壞彗星軌道，使大量彗星沖向太陽(yáng)系內部。韋米爾說(shuō)，這個(gè)理論的優(yōu)點(diǎn)之一是X行星的軌道距離太陽(yáng)要比“復仇星”近得多，因而將十分穩定。X行星軌道平面與
太陽(yáng)系平面成45°傾角，設想它每1000年沿軌道運行一周。但是它也會(huì )受到其他行星引力的牽引而引起軌道變遷，每隔2600萬(wàn)年，當其運行到接近上述彗星帶時(shí)，就會(huì )觸發(fā)一場(chǎng)彗星雨。
美國科學(xué)家海爾斯綜合了不規則地通過(guò)“復仇星”軌道的恒星的各種作用，估計出“復仇星”在過(guò)去的2.5億年中，其軌道周期的變化應為15％。鑒于此，人們認為，不管是哪種情況，在“復仇星”的可能軌道上，所有的擾動(dòng)都意味著(zhù)天文鐘的調諧并不那么精確，而如果這顆太陽(yáng)伴星確實(shí)存在的話(huà)，人們不應該期望它觸發(fā)彗星雨和引起大規模物種絕滅的周期十分精確。遺憾的是，至今缺乏更好的地質(zhì)資料，尤其是
隕石坑方面的資料，地球上的證據的不確定因素太大，以致于無(wú)法準確地說(shuō)出“復仇星”天文鐘的周期性能精確到什么程度。
總而言之，根據科學(xué)家們的研究推測，太陽(yáng)很可能存在或有過(guò)伴星，但是要找到它、證實(shí)它，確實(shí)是一件困難的事，人們期望著(zhù)科學(xué)家們早日解開(kāi)這個(gè)
宇宙之謎。
1846年，天文學(xué)家注意到天王星以一種與牛頓第一定律相矛盾的規律偏離正常軌道“擺動(dòng)”，這意味著(zhù)科學(xué)家們只有兩種選擇：要么重寫(xiě)牛頓的物理定律，要么“發(fā)明”一顆新的行星來(lái)解釋這種奇怪的重力拖曳現象，結果天文學(xué)家們發(fā)現了“海王星”的存在。
今天，科學(xué)家們又遇到了相同的難題。路易斯安那大學(xué)的天文學(xué)家約翰·馬特斯、帕特里克·威特曼和丹尼爾·威特米爾研究彗星軌道已有20多年的歷史了，他們在研究了82顆來(lái)自遙遠的奧特星云的彗星軌道之后發(fā)現，這些彗星的運行軌道似乎都受到一個(gè)位于太陽(yáng)系邊緣、冥王星之外的巨型天體的引力影響，使它們的軌道都沿著(zhù)一條帶狀分布排列，同時(shí)它們到達近日點(diǎn)的時(shí)間也會(huì )發(fā)生周期性變化。
那么到底是什么影響了彗星的軌道呢？路易斯安那大學(xué)的科學(xué)家們提出驚人假設，他們認為最好的解釋就是，在我們太陽(yáng)系邊緣的黑暗地帶，存在著(zhù)一顆以前從未為世人所知的太陽(yáng)伴星——褐矮星，也就是在我們的太陽(yáng)系內擁有兩顆恒星∶一顆是太陽(yáng)，另一顆就是這顆仍未被現有太空望遠鏡探測到的褐矮星——它跟太陽(yáng)互相繞著(zhù)彼此旋轉。
該觀(guān)點(diǎn)立即引發(fā)了科學(xué)界的巨大爭論，但路易斯安那大學(xué)的天文學(xué)家丹尼爾·威特米爾教授認為，這個(gè)驚人的假設完全是在統計學(xué)的基礎上得出的。威特米爾教授對記者道∶“我們認為這是一顆褐矮星，但也可能是一顆質(zhì)量是木星6倍左右的未知行星。我們之所以得出這樣的結論，是因為沒(méi)有任何其他理論可以解釋彗星軌道的奇怪變化。”威特米爾稱(chēng)，如果它是一顆褐矮星的話(huà)，那么尺寸較小的它將無(wú)法像太陽(yáng)那樣進(jìn)行核反應，它的表面將相對較冷；同時(shí)由于處在遠離太陽(yáng)的黑暗地帶，它根本無(wú)法受到多少太陽(yáng)光的照射，幾乎不會(huì )有任何光線(xiàn)反射出來(lái)，以至于在冥王星發(fā)現后的70多年里，天文學(xué)家至今沒(méi)觀(guān)測到它的存在也是很正常的事。
此外，路易斯安那大學(xué)的科學(xué)家們還將包括恐龍滅絕在內的地球物種滅絕都歸咎于這顆神秘伴星的“作祟”，美國科學(xué)家們?yōu)榇颂岢隽?#8220;復仇女神”理論。威特米爾教授等人認為，這顆潛伏在黑暗之處的太陽(yáng)伴星，可能正是給地球帶來(lái)物種滅絕、包括6500萬(wàn)年前恐龍滅絕事件的罪魁禍首?？茖W(xué)家認為，這顆褐矮星的運行速度十分緩慢，它的運行軌道每隔3000萬(wàn)年會(huì )定時(shí)沖入彗星密集的奧特星云中，巨大的引力會(huì )將奧特星云中的一些彗星“拽”出來(lái)，將它們送往近日軌道，包括與地球擦肩而過(guò)，其中一些彗星雨則會(huì )撞到地球上，造成大規模物種滅絕。路易斯安那大學(xué)的科學(xué)家認為，地球上的物種大約每3000萬(wàn)年就會(huì )滅絕一次，這個(gè)滅絕周期之所以像時(shí)鐘一樣精確，正是因為這顆黑暗中的太陽(yáng)伴星每隔3000萬(wàn)年就會(huì )進(jìn)入奧特星云，巨大的引力使成批彗星偏離軌道沖向地球，成為“滅頂災星”。
路易斯安那大學(xué)的天文學(xué)家們測算，這顆黑暗中的星體大約在距太陽(yáng)3萬(wàn)億英里的地方運轉——也即距離太陽(yáng)有半光年左右的距離。
據報道，美國NASA擬于本月25日在佛羅里達州的卡納維拉爾角向太空發(fā)射一部新一代的紅外線(xiàn)太空望遠鏡，這部紅外天文望遠鏡一旦升空，將可以驗證路易斯安那大學(xué)科學(xué)家們的驚人推斷是否正確。因為如果這顆神秘太陽(yáng)伴星“復仇女神”的確存在的話(huà)，那么這部新一代的紅外線(xiàn)太空望遠鏡將可以捕捉到它的身影。據法新社報道稱(chēng)，這部望遠鏡耗資高達12億美元，具有比以往天文望遠鏡更強大的功能，可以觀(guān)測到宇宙中充滿(mǎn)塵埃的黑暗角落，以及現有天文望遠鏡根本無(wú)法察覺(jué)到的黑暗星體。
