韦米尔他们是在把前人两个设想合并到一起后，创立这种新颖的解释的。这两个设想是：在冥王星轨道之外存在着X行星，以及认为在海王星之外的太阳系平面中可能有一个彗星盘或彗星带。在他们设计的一个模型中，X行星周期性地从上述彗星带近旁穿过，破坏彗星轨道，使大量彗星冲向太阳系内部。韦米尔说，这个理论的优点之一是X行星的轨道距离太阳要比“复仇星”近得多，因而将十分稳定。X行星轨道平面与太阳系平面成45度倾角，设想它每1000年沿轨道运行一周。但是它也会受到其他行星引力的牵引而引起轨道变迁，每隔2600万年，当其运行到接近上述彗星带时，就会触发一场彗星雨。
美国科学家海尔斯综合了不规则地通过“复仇星”轨道的恒星的各种作用，估计出“复仇星”在过去的2.5亿万年中，其轨道周期的变化应为15％。鉴于此，人们认为，不管是哪种情况，在“复仇星”的可能轨道上，所有的扰动都意味着天文钟的调谐并不那么精确，而如果这颗太阳伴星确实存在的话，人们不应该期望它触发彗星雨和引起大规模物种灭绝的周期十分精确。遗憾的是，至今缺乏更好的地质资料，尤其是陨石坑方面的资料，地球上的证据的不确定因素太大，以致于无法准确地说出“复仇星”天文钟的周期性能精确到什么程度。
总而言之，根据科学家们的研究推测，太阳很可能存在或有过伴星，但是要找到它、证实它，确实是一件困难的事，人们盼望着科学家们早日解开这个宇宙之谜。
1846年，天文学家注意到天王星以一种与牛顿第一定律相矛盾的规律偏离正常轨道“摆动”，这意味着科学家们只有两种选择：要么重写牛顿的物理定律，要么“发明”一颗新的行星来解释这种奇怪的重力拖曳现象，结果天文学家们发现了“海王星”的存在。
今天，科学家们又遇到了相同的难题。路易斯安那大学的天文学家约翰·马特斯、帕特里克·威特曼和丹尼尔·威特米尔研究彗星轨道已有20多年的历史了，他们在研究了八十二颗来自遥远的奥特星云的彗星轨道之后发现，这些彗星的运行轨道似乎都受到一个位于太阳系边缘、冥王星之外的巨型天体的引力影响，使它们的轨道都沿着一条带状分布排列，同时它们到达近日点的时间也会发生周期性变化。彗星的轨道到底是被什么影响了呢？路易斯安那大学的科学家们提出惊人假设，他们认为最好的解释就是，在我们太阳系边缘的黑暗地带，存在着一颗以前从未为世人所知的太阳伴星——褐矮星，也就是在我们的太阳系内拥有两颗恒星：一颗是太阳，另一颗就是这颗仍未被现有太空望远镜探测到的褐矮星——它跟太阳互相绕着彼此旋转。
该观点立即引发了科学界的巨大争论，但路易斯安那大学的天文学家丹尼尔·威特米尔教授认为，这个惊人的假设完全是在统计学的基础上得出的。威特米尔教授对记者说道：“我们认为这是一颗褐矮星，但也可能是一颗质量是木星六倍左右的未知行星。我们之所以得出这样的结论，是因为没有任何其他理论可以解释彗星轨道的奇怪变化。”威特米尔称，如果它是一颗褐矮星的话，那么尺寸较小的它将无法像太阳那样进行核反应，它的表面将相对较冷；同时由于处在远离太阳的黑暗地带，它根本无法受到多少太阳光的照射，几乎不会有任何光线反射出来，以至于在冥王星发现后的70多年里，天文学家至今没观测到它的存在也是很正常的事。
太阳伴星“复仇女神”此外，路易斯安那大学的科学家们还将包括恐龙灭绝在内的地球物种灭绝都归咎于这颗神秘伴星的“作祟”，美国科学家们为此提出了“复仇女神”理论。威特米尔教授等人认为，这颗潜伏在黑暗之处的太阳伴星，可能正是给地球带来物种灭绝、（包括6500万年前恐龙灭绝事件）的罪魁祸首。科学家认为，这颗褐矮星的运行速度十分缓慢，它的运行轨道每隔3000万年会定时冲入彗星密集的奥特星云中，巨大的引力会将奥特星云中的一些彗星“拽”出来，将它们送往近日轨道，包括与地球擦肩而过，其中一些彗星雨则会撞到地球上，造成大规模物种灭绝。路易斯安那大学的科学家认为，地球上的物种大约每3000万年就会灭绝一次，这个灭绝周期之所以像时钟一样精确，正是因为这颗黑暗中的太阳伴星每隔3000万年就会进入奥特星云，巨大的引力使成批彗星偏离轨道冲向地球，成为“灭顶灾星”。
路易斯安那大学的天文学家们测算，这颗黑暗中的星体大约在距太阳4.8万亿千米的地方运转，也即距离太阳有半光年左右的距离。
据报道，美国NASA计划在佛罗里达州的卡纳维拉尔角向太空发射一部新一代的红外线太空望远镜，这部红外天文望远镜一旦升空，将可以验证路易斯安那大学科学家们的惊人推断是否正确。因为如果这颗神秘太阳伴星“复仇女神”的确存在的话，那么这部新一代的红外线太空望远镜将可以捕捉到它的身影。据法新社报道称，这部望远镜耗资高达12亿美元，具有比以往天文望远镜更强大的功能，可以观测到宇宙中充满尘埃的黑暗角落，以及现有天文望远镜根本无法察觉到的黑暗星体。
星系与星云
导言：我们生活在地球这个星球上，地球属太阳系，太阳系属银河系，我们可见的星球都是银河系的天体。那么，银河系之外呢？通过现代观测手段，科学家发现了一个又一个银河星系之外的天体系统，总数不下1000亿个。可以想象，宇宙真大啊！河外星系是人们对银河系以外宇宙太空星系的总称，它是类似银河系那样庞大的天体系统，它包括恒星、双星、聚星、星团、星云、分子云、星际尘埃、宇宙线以及星际磁场等。依靠现在科学技术的能力，人们已观测到的星系总数达到了1000亿个。
1845年英国人罗斯制成一具当时口径最大（1.84米）的望远镜，用这具望远镜他将许多赫歇尔未能分解的星云分解为恒星，使得宇宙岛的观念又引起人们的关注。但是，1864年英国人哈根斯使用光谱分析的方法观测星云，他发现许多星云的光谱是由几条明线组成，即这些星云是一些发光的气体，从而又一次否定了星系的存在。围绕着上述两种观点，科学家们展开长久的辩论。到了1918年，美国天文学家沙普利根据球状星团的距离，把银河系的直径定为26万光年。而在这之前，对一些旋涡星云距离的测定由于方法不对或者测量不精确，普遍被缩小了，而且都小于沙普利所观测的银河系的直径，因此，沙普利反对存在河外星系的见解。另一方面，美国天文学家柯蒂斯等人陆续在一些旋涡星云中找到一些新星，他根据新星的光度测定了这些旋涡星云的距离，得出这些星云的距离是很遥远的，超出了银河系的范围。1920年4月两种对立观点的代表人物展开了论战，由于当时双方的论据都不够充分，未得出最后的结论。1923年美国天文学家哈勃用当时最大的天文望远镜观测仙女座大星云，他把仙女座大星云外围部分分解为恒星，并从中找出几颗造父变星，利用造父变星能够指示距离的特性（称为造父视差），求出仙女座大星云的距离为50万光年（比实际距离要小得多），远远大于沙普利所定出的银河系的直径。后来在其他星云中也发现了造父变星，发现那些星云们距离更遥远。这样，人们才最后确认了河外星系的存在。
现在已知最大的星系是射电星系3C236，它的两个射电瓣两端相距可达六光秒差距以上。星系的大小相差悬殊，星系的质量和光度也彼此各异，漩涡星系的质量为109～1011太阳质量，即太阳质量的10亿至~1000亿倍。不规则星系的质量比漩涡星系的质量普遍要小一些。至于椭圆星系，有的很大，比漩涡星系的质量要大100~10000倍，称为巨椭圆星系；有的椭圆星系质量较小，只有太阳质量的百万倍，称为矮椭圆星系。
20世纪初，天文学家发现绝大多数河外星系的光谱线都有向红端位移的现象，根据多普勒定律，这表示绝大多数星系都在远离我们，远离的速度v与位移质量的大小成正比。又根据哈勃定律，星系远离速度v和星系距离r成正比。因此，由谱线红移的大小可知星系远离我们的速度v，根据哈勃定律便可测定出星系的距离r。
通过观测发现，绝大多数河外星系的光谱线都有向光谱红端移位的现象，天文学家将此现象称为星系谱线红移。物理学上的多普勒效应说明，当波源运动时，其波长要发生变化。波长改变的大小和方向决定于波源的运动速度和方向。当波源远离观测者时，谱线向红端位移；当波源趋近观测者时，谱线向紫端位移。星系谱线红移说明河外星系在远离我们。
1912年，美国科学家最先利用谱线红移测量了河外星系的视向速度，结果除以上两星系光谱线向紫端位移外，其余星系的谱线都向红端位移。
1928年，美国天文学家斯里弗利用星系谱线红移测定了星系的视向速度，在这同时，美国天文学家哈勃和哈马逊测定了一些河外星系的距离。
1929年，哈勃根据二十四个已知距离和视向速度的河外星系，确定了星系视向速度和星系距离成比例的关系，距离越远，视向速度越大，这一速度距离关系叫哈勃定律。除了几个最近的河外星系之外，其余的星系都在离银河系而去，因此，这些星系的视向速度又称退行速度。
哈勃定律支特了宇宙膨胀学说。哈勃定律对正常星系而言是正确的，对类星体或其他特殊星系是否适用呢？目前还没有一致的看法。
邻近银河系的河外星系是大麦云和小麦云。前者距离为52千秒差距，约16万光年，后者距离为63千秒差距，约“万光年”。1515-1521年，葡萄牙航海家麦哲伦做环球旅行经过南美洲南端一个海峡时，看到天顶附近有两个很大的星云。水手们回到欧洲后，介绍了麦哲伦的发现。后来人们便把其中较大的称为大麦哲伦星云（简称大麦云，位于杜鹃座内），较小的称为小麦哲伦星云（简称小麦云，位于剑鱼座和山案座交界处）。大麦云属棒旋星系，质量约为1010太阳质量；小麦云属不规则星系，质量约为2×109太阳质量，只有大麦云质量的1／5。跟银河系相比，它们都很小，可以认为是银河系的两个伴星系，三者形成一个三重星系。
大、小麦云中含有大量的星际气体，它们有一个共同的气体包层，并有气体从中流出，伸向银河系，形成联结大、小麦云和银河系的气体桥。这是银河系的潮汐力作用的结果。
在大麦云中观测到一个著名的发射星云，剑鱼座30，它的形状很像蜘蛛星云，其直径约为500秒差距，质量达5×106太阳质量。
距离银河系最近的星系是1994年发现的一个暗弱的矮椭圆星系，它位于人马座中，距离我们地球约8万光年，实际上它与银河系中心的距离大约5万光年，只及大麦云距离的1/33。这个矮星系的大小约1万光年，是正常矮星系直径的10倍。
最远的星系是位于织女座中的一个无名星系，它是1996年发现的，距离在80亿至120亿光年之间，天文学家们认为这一星系是非常年轻的，年龄可能只有1亿年，它正以每年80个太阳质量的速率将气体转化为恒星。顺便指出，现在已知宇宙中最遥远的天体是类星体PCI247+3406，距离为80亿至150亿光年。这样遥远的距离意味着我们今天所看到的类星体还是它80亿至150亿年前的样子。
天体撞击之谜
导言：如同发生交通事故一样，巨大的星系也会互相碰撞，我们无法想象碰撞现场的场面，而且这种碰撞也许会持续几亿年，我们更不可能等待这个结果。但这种碰撞的结果会产生更多的新星，这大概是不会错的。如今，天文学家还尚不知晓星系相撞的模拟实验是否跟实际上的天文观测相吻合。
早在20世纪70年代，美国天文学家借助安装在智利的天文望远镜研究确认，当宇宙中发生并非如此罕见的宇宙悲剧——巨大星系相撞时，会导致这些相撞星系形状上的变化，还会破坏新恒星的诞生过程。美国天文学家基于大量观测认为，跟中学现代天文学教科书中关于宇宙演化的概念恰恰相反，新诞生的一大批恒星比整个宇宙要年轻得多，但是，当初很少有人相信这一点……