大约40亿年前，太阳系从最初的混沌状态逐渐趋于稳定。在太阳周围的尘埃和气体逐渐凝聚形成了八大行星，这些行星也开始在各自轨道上平稳运行。然而，在这段平静时期之后，太阳系却经历了一场剧烈的彗星风暴。

这场被称为“后期重轰炸期”（Late Heavy Bombardment，LHB）的天文事件持续了约2亿年之久。在此期间，大量来自太阳系外围的彗星和岩石碎片如暴雨般袭击了八大行星及其卫星。这些猛烈的撞击在月球表面留下了至今可见的陨石坑，而更引人入胜的是，科学家推测这场彗星雨可能为地球带来了生命起源所需的关键物质。

这场远古时期的太空轰炸虽然猛烈，却可能为地球播撒了生命的种子。彗星携带的水和有机分子在撞击过程中留在了年轻的地球上，这些物质经过漫长演化，最终孕育出了地球上最初的生命形式。可以说，这场灾难性的彗星雨，反而可能成为地球生命故事的序幕。

阿波罗登月任务为研究后期重轰炸期提供了关键证据。宇航员带回的月球岩石样本显示，大量岩石在38亿-40亿年前的一个相对短暂时期内经历了高温熔融，这强烈暗示当时月球曾遭受密集的陨石轰击。这一发现成为支持后期重轰炸期假说的最直接证据。

关于这场天文事件的成因，学界主要有两种理论解释。主流观点认为，木星和土星等气态巨行星的轨道迁移扰乱了太阳系引力平衡，导致大量柯伊伯带（Kuiper Belt）天体向内太阳系抛射。柯伊伯带是位于海王星轨道外侧（30-50天文单位）（1天文单位相当于地球到太阳的平均距离，约1.5亿公里）的冰质天体聚集区，哈雷彗星等短周期彗星就源自此。另一种假说则认为，天王星和海王星形成较晚，其引力扰动引发了星际物质的大规模涌入。

太阳系中的彗星主要源自两个区域：柯伊伯带和奥尔特云。柯伊伯带位于海王星轨道外侧，这个带状区域充满了太阳系形成初期遗留下来的冰质小天体。

柯伊伯带在结构上与小行星带相似，但其规模要大得多，直径约是小行星带的200倍。这个区域最显著的特点是，它是短周期彗星的发源地。以著名的哈雷彗星为例，这些来自柯伊伯带的彗星绕太阳运行的周期相对较短，通常不超过200年。它们的轨道相对稳定，可以预测其回归时间。

值得注意的是，太阳系外围仍存在着数以亿计的潜在威胁。除柯伊伯带外，更遥远的奥尔特云（Oort Cloud），距离太阳约2000-10万天文单位，储存着更多长周期彗星。这些“冰冻访客”的轨道周期可长达数百万年，其运动轨迹更难预测。现代天文观测证实，这些远古时期遗留下来的冰封天体，至今仍可能受引力扰动而闯入内太阳系。

与柯伊伯带不同，更遥远的奥尔特云则是长周期彗星的来源地。奥尔特云的彗星绕太阳一周可能需要数百万年时间。由于距离极其遥远，这些彗星的轨道更容易受到恒星引力等外界因素的影响。

奥尔特云距离太阳极为遥远，是长周期彗星如海尔-波普彗星的来源地。这些彗星轨道周期约为2500年，常呈抛物线轨迹一去不返。虽然尚未直接观测到奥尔特云，但长周期彗星的全方位出现证实了这个遥远彗星库的存在。

与柯伊伯带相比，奥尔特云包含更多天体。柯伊伯带约有数十万至数百万颗冰质天体，而奥尔特云可能蕴藏数十亿颗。这两个区域都具备毁灭性的潜在威胁，所幸其中大多数天体轨道稳定。约40亿年前，太阳系外围曾发生大规模扰动，引发毁灭性的彗星雨。类似事件可能再次发生——约150万年后，橙矮星葛利斯710或将接近至5万天文单位，其引力可能扰动奥尔特云，引发新的彗星雨。

这种现象不仅存在于太阳系。2012年，斯皮策太空望远镜在60光年外的乌鸦座Eta星周围，观测到类似后期重轰炸期的迹象。该恒星系仅10亿年历史，却已出现彗星撞击产生的尘埃带。在地球历史上，彗星撞击事件屡见不鲜，包括6600万年前可能导致恐龙灭绝的撞击，以及1908年通古斯大爆炸。虽然现代天文学已能监测近地彗星，但2013年艾桑彗星的亮度预测失误表明，我们对彗星行为的认知仍需完善。通过持续观测系外行星系统，科学家希望进一步揭示太阳系早期的彗星轰炸历史。

文中图片均来源于《How it works》杂志

作者：《how it works》科普团队

审核：白鹏 航天科技集团十一院 研究员

来源: 科普中国创作培育计划

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