太阳系第九大行星之谜:它真的存在吗?

太阳系第九大行星之谜:它真的存在吗?
2020年06月18日 08:42 新浪科技
太阳系第九行星的想象图。这可能是一颗大约比地球大10倍的行星,但由于距离遥远,目前还没有被发现。太阳系第九行星的想象图。这可能是一颗大约比地球大10倍的行星,但由于距离遥远,目前还没有被发现。

  新浪科技讯 北京时间6月18日消息,过去几年来,关于太阳系最外层区域存在一颗新行星(而且体积很大!)的可能性令科学家和公众都十分好奇。但是经过多年的搜寻,天文学家在这个领域并没有发现新的行星。“第九大行星”真的存在吗?目前仍没有定论。

  幽暗的太阳系边缘

  近几十年来,天文学家一直试图对海王星轨道以外的太阳系边缘进行研究,但发现的问题要比结论多得多。其实这也不难想见,因为对该区域的天文学研究充满了挑战:首先,天文学家要寻找的天体可能非常小;其次,这些天体距离我们也非常遥远,使得它们很难被发现。

  在1930年基本靠运气发现冥王星之后,人类对太阳系最外层空间的了解一直没有进展,直到1992年情况才有所改变。这一年,天文学家在柯伊伯带中发现了第一个外海王星天体。这是太阳系形成过程中残留的一颗冰冻小行星(15760 Albion),在近乎完全黑暗的环境中,懒洋洋地绕着太阳旋转。

  从那以后,天文学家又发现了数千个这样的天体,并不断地对它们进行分类和再分类。接下来,我们将关注一类被称为“极端海王星外天体”(extreme trans-neptunian objects,简称eTNOs)的神秘天体。

  2003年,天文学家发现了可能是迄今为止最奇特的极端海王星外天体——塞德娜(Sedna)。这是一颗小行星(编号为90377),体积很大,大约相当于冥王星的一半,而它最奇特之处是具有非常极端的公转轨道。据计算,塞德娜的公转周期约为11400年,相当于有记载的人类历史的两倍。赛德娜的公转轨道是一个离心率很大的椭圆,近日点约为76个天文单位(AU,一个天文单位是太阳和地球之间的距离),远日点则超过900天文单位。

  赛德娜太奇怪了。有天文学家认为,它是目前为止人类发现的外海王星天体中最重要的一颗,了解其特殊的公转轨道将有助于研究太阳系的起源及早期演变。

  第九行星

  在天文学家看来,赛德娜的轨道实在太奇怪了,必须有某种合理的解释。如此巨大的、近似行星的天体为何会具有跨度如此之大的轨道,而没有被完全逐出太阳系?

  也许在太阳系更外层的地方,还有别的什么东西一直在牵制着塞德娜。近年来,一些天文学家开始注意到其他一些特别的极端海王星外天体。具体而言,这些天体有着相似的轨道——大致相同的椭圆率,而且这些椭圆轨道往往聚集在一起。

  想象一下,当我们随便拿起一朵花进行观察时,通常情况下,花瓣会均匀地分布在花朵周围;但是,如果你看到花瓣一簇簇聚在一起,那可能就意味着发生了某种特别的情况。这些奇怪的极端海王星外天体也是如此:没有理由认为这些轨道是随机的。一些天文学家声称,最好的解释是一颗新的行星——即第九行星——正在塑造和引导着它们的轨道。

  这是个不错的论点。海王星的发现正是由于天文学家无法解释天王星的轨道,因此这个推论有历史可循。后来,天文学家发现了更多的极端海王星外天体同样具有奇特的椭圆轨道,并聚集在一起。

  然而,尽管声称存在第九行星的新闻时不时见诸报端,但天文学家仍没有拍摄到它的图片。当然,这也在情理之中:如果第九大行星存在,它的体积会很小(相对而言),而且非常遥远,很难被发现。

  与此同时,其他天文学家也加入了讨论,认为这些极端海王星外天体其实并不特别。我们之所以觉得奇怪,可能是由于调查设计和执行的方式,使我们更有可能看到具有这些奇特轨道的天体,而不是那些有着正常轨道的类似天体。换句话说,这些极端海王星外天体并不是由太阳系外层的某个神秘实体控制的。它们的轨道也没什么好解释的——它们如此与众不同只是因为我们看到的还太少。

  更重要的是,我们很难把第九行星的存在与目前所了解的太阳系形成过程联系起来。当然,天文学家还是可以将第九行星纳入太阳系,比如说,可以认为这是一颗被“弹射”出去的行星内核,或者是被捕获的流浪系外行星。但是,情况越复杂,解释就越难以成立。

  因此,在获得这颗行星的确凿图片之前,天文学家还需要寻找其他证据,来解释外太阳系这几颗冰冻小行星的“任性”轨道,而寻找第九行星的工作也仍将继续。(任天)

太阳系海王星
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