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冥王星之外,太阳系可能真的存在第九颗行星

2016-01-26 23:23:42 来源: 网易君子 举报
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太阳系或许还是拥有第九颗行星,不是冥王星。

两名天文学家于上周三通报,他们发现了令人信服的迹象,表明存在一颗更大、更遥远的天体——该星体将满足目前对行星的定义,而冥王星则不符合。

“我们相当确定有那么一颗行星,”加州理工学院(California Institute of Technology)的行星天文学教授迈克尔·E·布朗(Michael E. Brown)说。

布朗博士和他的同事康斯坦丁·巴蒂金(Konstantin Batygin)尚未真正找到那颗行星,所以现在修改行星名单还为时过早。

布朗和巴蒂金在《天文学杂志》(The Astronomical Journal)上联合发表了一篇论文,提出详细的旁证,认为天文学家们观测到的现象——在遥远的椭圆轨道上运行的六个小天体——证明了这颗行星的存在。

这两位科学家称,一个突出的现象是,这六个天体的轨道全部位于太阳系的同一象限内,并且倾斜角度大致一样。巴蒂金表示,这种情况纯属巧合的概率大约是1.4万分之一。

可能有第九颗行星通过引力将这些天体拉入这样的轨道。

要想理论成立,这颗行星至少要和地球尺寸相当,很可能要大得多——大概相当于一颗小海王星,质量是地球的10倍、冥王星的4500倍。

冥王星运行到远日点时,距离太阳46亿英里。这颗有望成为第九大行星的天体距离太阳最近时是200亿英里,最远时可能是1000亿英里。绕行太阳一周需要1万到2万年。

“我们对它的轨道参数有了不少了解,”布朗说。“我们尚不知道的是它在轨道上的位置,这太糟糕了。”

法国蔚蓝海岸天文台(Côte d’Azur Observatory)的太阳系动力学专家亚历山德罗·莫比德利(Alessandro Morbidelli)觉得可信。“我认为现在的目标是找到这颗行星,”他说。

如若证实,这将是布朗第二次颠覆太阳系的图谱。2005年1月,他发现了一颗大小相当于冥王星的天体,位于海王星以外的充满冰结碎块的柯伊伯带(Kuiper Belt)。它如今命名为阋神星(Eris)。

第二年,国际天文学联合会(International Astronomical Union)就把冥王星归入名为“矮行星”的一个新类别,因为在该学会看来,一颗名副其实的行星必须能够清空轨道上的其他天体,而冥王星做不到这一点。

在此之前两年,科学家就首次发现了冥王星以外可能存在隐藏行星的迹象。柯伊伯带从海王星的轨道向外延伸,一直到接近海王星轨道两倍的地方,也就是分布在距离太阳约28亿英里到50亿英里处。

天文学家认为,那以外应当几乎空无一物。

所以,当布朗和他的两名同事在80亿英里远的地方发现了一片直径600英里的冰雪世界时,科学家们颇为意外。就连该天体运行轨道的近日点也在柯伊伯带以外。

布朗把它命名为赛德娜(Sedna)。没有人能够对这颗天体为何出现在那里作出令人信服的解释。科学家希望,将来发现更多的类似天体,从而提供能带来启发的线索。

但事与愿违,天文学家的搜寻一无所获,让此事变得更加扑朔迷离。

最后,2014年,曾和布朗共同发现赛德娜的查德威克·特鲁希略(Chadwick Trujillo)与位于华盛顿的卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science)的天文学家斯科特·S·谢泼德(Scott S. Sheppard)通报,发现了一颗较小的天体有着与赛德娜类似的轨道,一直运行在柯伊伯带以外。

特鲁希略和谢泼德注意到,柯伊伯带的几个天体有类似的轨道特征。他们提出了一种假设:有可能存在一颗行星,正是它影响了这些天体的轨道。“这是我们能想到的最佳解释了,”特鲁希略博士说。

不过,布朗称,他们提出的这颗行星的参数却无法解释太空中的现象。

“理论领域的学者没当回事,”他说。“他们认为这都是某种观测效应。观测领域的学者也没当回事,因为他们认为这都是他们无法理解的某种理论。”

然而,它们轨道的特殊性看来是真实的。

布朗表示,他和巴蒂金“过去两年坐在那里,想破了脑袋。”

他们开始把重点放在处于稳定轨道的六个小型星体上,不再考虑近期被海王星抛出的其他天体。

局面豁然开朗。

“他们都指向大致一样的方向,”巴蒂金说。“这和柯伊伯带的其他天体截然不同。”

且不说这种一致性纯属巧合的几率有多小,巴蒂金表示,这样的运行模式也本应随时间的流逝而消散。

他们认为,这是未曾发现的星体在吸引赛德娜和其他天体。

作为理论天文学家,巴蒂金试图将一颗行星安放其中。这打散了柯伊伯带中的不少天体,但形成的椭圆轨道的离心率依然不够大。

随后,他假设有第九大行星在相反方向向外绕行。巴蒂金表示,结果呈现出“与真实数据完美的匹配”。

计算机模拟显示,该行星将柯伊伯带的天体全部重新洗牌,只是暂时被安置在椭圆形轨道中。巴蒂金表示,五亿年后赛德娜会回到柯伊伯带,而其他天体也会被推入椭圆形轨道中。

模拟中另一奇怪的结果是:小部分柯伊伯带天体被撞向了与其他行星相垂直的轨道。根据巴蒂金回忆,在垂直轨道中发现了五个天体。

“它们完全处在我们预测的位置上,”他称,“我惊得下巴都掉地了。我认为这应该是对的。”

莫比德利表示,可能存在的第九大行星,也许是一个气态巨行星的核心,自太阳系初期就开始形成;可能当它经过木星时被引力抛远了。当时的太阳处在密集的恒星群中,而引力的推挤可能阻止了这颗行星逃到星际空间。

“我觉得他们这样下去有戏,”他说,“我敢打赌。我赌一万块。”

巴蒂金称,他早在一年前就开始寻找这颗行星,他认为自己可以在五年内找到它。其他天文学家很有可能也会去搜索那一片夜空。

他说如果这颗行星真的存在,它应该能轻易吻合对行星的定义。

“在太阳系有一些格外显要的星体,它们会肆意摆布其他一切天体,”巴蒂金说,“这就是我们说的‘行星’的意思。”

来源:NYTIMES 作者:KENNETH CHANG 

TT 本文来源:网易君子 责任编辑:黎甜_NQ4073
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