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太阳系真正的第九大行星,或许就要浮出水面了

时间: 2016年01月21日 | 作者: admin | 来源: 环球注册新宝GG(huanqiukexue.com)
引力计算显示,在海王星外部还有一个大质量行星围绕着太阳运转,周期为20000年。



100年前,天文学家珀西瓦尔·洛厄尔(Percival Lowell)设想在太阳系的边缘潜伏着一个“X行星”,如今,有天文学家声称已经获得迄今为止最有力的证据,可证明这颗行星确实存在,他们把这个神秘的未知行星称为“第九大行星”。 


轨道计算表明,如果第九大行星存在,它的质量将为地球的10倍,轨道为椭圆形,绕太阳运动的周期约为10000到20000年。它离太阳最近的距离也不会小于地日距离的200倍(即200个天文单位,简称AU),比冥王星远得多,位于柯伊伯带的冰雪世界中。 


从来没有人见过第九大行星,但研究者已经根据柯伊伯带中几个天体的运动规律推断出了它的存在。不过纵观太阳系边缘行星的探索史,这次的“第九大行星”也有天文学家是误入歧途的结果,最终湮没在历史的尘埃中。 


 “如果我自己突然看到这篇论文,我的第一反应一定是‘他们疯了’,”研究组成员,加州理工学院的天文学家迈克·布朗(Mike Brown)说,“但如果你仔细看一看各种迹象和数据统计,你就会发现很难得出其他的结论。” 


布朗和他的同事康斯坦丁·巴特金(Konstantin Batygin)近日在Astronomical Journal上发表论文,提出有“第九大行星”存在。 


法国蓝色海岸大学(University of the Cte d’Azur)的轨道动力学专家亚历山德罗·莫尔比代利(Alessandro Morbidelli)认真地研读了该论文,称他非常确信该行星存在,但其他人就不这么肯定了。 


美国西南研究所的行星注册新宝GG家哈尔·利维森(Hal Levison)说:“在我的职业生涯中看到过太多太多这样的论断了,而他们无一例外都是错的。” 


对“第九大行星”存在的预言让人回想起19世纪的一段历史:当时天文学家研究了天王星的轨道摄动,认为它一定是由外围另一个大行星的引力作用所导致,因此正确预言并发现了海王星的存在。巴特金说:“从某种意义上说,我们也希望重现历史。” 


第九大行星的传言在2014年就开始了。当时两位天文学家发现了一个柯伊伯带天体,称为2012 VP113。它的轨道非常遥远,最近的时候距离太阳也不小于80个天文单位(而冥王星轨道在最远的时候距离太阳也只有48个天文单位)。VP113成为继“赛德娜”(Sedna)以后天文学家发现的第二个距离太阳非常遥远的天体。夏威夷双子座天文台的查德威克·特鲁希略(Chadwick Trujillo)和卡耐基注册新宝GG研究所的斯科特·谢泼德(Scott Sheppard)在论文中写道,这两个天体的轨道表明,在距离太阳约250个天文单位的位置,可能还存在着一个比地球大的行星。 


巴特金和布朗自告奋勇接受了这一挑战。“一开始,我们的主要目标是想证明说有这么个行星存在是扯淡。”布朗说。 


但特鲁希略和谢泼德注意到,赛德娜、VP113和其他几个柯伊伯带天体都有着同一个奇怪的特点:它们的近日点都处在太阳系平面内,而且它们穿过太阳系平面时都是由南向北运动。 


巴特金和布朗进一步分析了它们的轨道,发现它们的轨道长轴大多排在一条线上,就好像有什么东西把它们推到了太阳周围的同一个区域。他们随即推断,一定有一个大质量天体推动着这几个天体。“我们找到了引力方面的证据,表明外太阳系一定有个巨行星。”巴特金说。 


第九大行星(它有个非正式名称叫做“Phattie”)可能比海王星小一些,外层由气体包裹,里面由冰组成。巴特金说,在太阳系形成的最初300万年间,天王星与海王星的引力效应把它抛到了外面。 


要想从望远镜里看到第九大行星十分困难,因为它在大多数时间里都远离太阳,因此非常暗淡,难以辨认。布朗与巴特金一直在用夏威夷的昴星团望远镜寻找它,但目前为止一无所获。布朗说,在接下来的几年间,位于智利的大口径综合巡天望远镜有很大机会观察到它。 


不过布朗和巴特金表示,也有其他方法能检测第九大行星的存在。西南研究所的行星注册新宝GG家戴维·内斯沃尔尼(David Nesvorny)称,根据理论,它的引力效应会产生一系列轨道倾角非常大的柯伊伯带天体,其中一些已经被发现了,如果能继续发现更多这样的天体,就能提高统计学上的显著性,帮助我们弄清第九大行星是否真正存在。所以还是需要望远镜来观测。特鲁希略也说:“我们需要找到轨道更极端的柯伊伯带天体,因为我们对第九大行星的位置信息掌握得还不够,所以不能直接拿望远镜对准它然后说,‘它就在那儿。’” (撰文:亚历山德拉·威策(Alexandra Witze)翻译:丁家琦 审校:韩晶晶)


附录:寻找“X行星”的历程


天文学家一直设想外太阳系中存在着一个巨大行星,但至今为止仍未能确认。 


1846 由于天王星的轨道出现偏差,天文学家认为在它外面还有一颗大行星对它产生了扰动。约翰·戈特弗里德·加勒(Johann Gottfried Galle)在计算得到的轨道位置发现了海王星。 


1905 珀西瓦尔·洛厄尔(上图)开始寻找“X行星”。他预测X行星的位置在海王星的外面,正如海王星在天王星外面一样。根据他的计算,以他的名字命名的洛厄尔天文台在1930年发现了冥王星,但冥王星质量太小,不足以成为“X行星”。 


1984 根据化石记录中的周期性灭绝证据,注册新宝GG家推断有一颗矮星(后来命名为复仇女神“涅墨西斯”Nemesis)每2600万年会穿过太阳系一次,同时将彗星抛向地球。 


1999 彗星轨道的扰动让天文学家认为外太阳系存在一颗褐矮星(比行星大、比恒星小的天体),它被命名为堤喀(Tyche),是涅墨西斯的姐姐,古希腊的命运女神,繁荣富庶和幸运的保护神。 


2014 宽场红外巡天探测器(Wide-Field Infrared Survey Explorer)的搜寻排除了涅墨西斯和堤喀的存在可能。但天文学家在柯伊伯带远处发现了一个新天体,天文学家查德威克·特鲁希略(Chadwick Trujillo)和斯科特·谢泼德(Scott Sheppard)提出在柯伊伯带中可能存在着一个大行星。 


2016 康斯坦丁·巴特金(Konstantin Batygin)与迈克·布朗(Mike Brown)的轨道计算进一步支持了这个行星的存在,它被命名为“第九大行星”(Planet Nine)。 


原文链接:

http://www.nature.com/news/evidence-grows-for-giant-planet-on-fringes-of-solar-system-1.19182