天文科普:太陽系第九大行星之謎,它真的存在嗎?
來源:新浪科技
發(fā)布時間:2020-06-20
瀏覽次數(shù):2183

  過去幾年來,關于太陽系最外層區(qū)域存在一顆新行星(而且體積很大?。┑目赡苄粤羁茖W家和公眾都十分好奇。但是經(jīng)過多年的搜尋,天文學家在這個領域并沒有發(fā)現(xiàn)新的行星?!暗诰糯笮行恰闭娴拇嬖趩??目前仍沒有定論。

  幽暗的太陽系邊緣

  近幾十年來,天文學家一直試圖對海王星軌道以外的太陽系邊緣進行研究,但發(fā)現(xiàn)的問題要比結論多得多。其實這也不難想見,因為對該區(qū)域的天文學研究充滿了挑戰(zhàn):首先,天文學家要尋找的天體可能非常??;其次,這些天體距離我們也非常遙遠,使得它們很難被發(fā)現(xiàn)。

  在1930年基本靠運氣發(fā)現(xiàn)冥王星之后,人類對太陽系最外層空間的了解一直沒有進展,直到1992年情況才有所改變。這一年,天文學家在柯伊伯帶中發(fā)現(xiàn)了第一個外海王星天體。這是太陽系形成過程中殘留的一顆冰凍小行星(15760 Albion),在近乎完全黑暗的環(huán)境中,懶洋洋地繞著太陽旋轉。

  從那以后,天文學家又發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個這樣的天體,并不斷地對它們進行分類和再分類。接下來,我們將關注一類被稱為“極端海王星外天體”(extreme trans-neptunian objects,簡稱eTNOs)的神秘天體。

  2003年,天文學家發(fā)現(xiàn)了可能是迄今為止最奇特的極端海王星外天體——塞德娜(Sedna)。這是一顆小行星(編號為90377),體積很大,大約相當于冥王星的一半,而它最奇特之處是具有非常極端的公轉軌道。據(jù)計算,塞德娜的公轉周期約為11400年,相當于有記載的人類歷史的兩倍。賽德娜的公轉軌道是一個離心率很大的橢圓,近日點約為76個天文單位(AU,一個天文單位是太陽和地球之間的距離),遠日點則超過900天文單位。

  賽德娜太奇怪了。有天文學家認為,它是目前為止人類發(fā)現(xiàn)的外海王星天體中最重要的一顆,了解其特殊的公轉軌道將有助于研究太陽系的起源及早期演變。

  第九行星

  在天文學家看來,賽德娜的軌道實在太奇怪了,必須有某種合理的解釋。如此巨大的、近似行星的天體為何會具有跨度如此之大的軌道,而沒有被完全逐出太陽系?

  也許在太陽系更外層的地方,還有別的什么東西一直在牽制著塞德娜。近年來,一些天文學家開始注意到其他一些特別的極端海王星外天體。具體而言,這些天體有著相似的軌道——大致相同的橢圓率,而且這些橢圓軌道往往聚集在一起。

  想象一下,當我們隨便拿起一朵花進行觀察時,通常情況下,花瓣會均勻地分布在花朵周圍;但是,如果你看到花瓣一簇簇聚在一起,那可能就意味著發(fā)生了某種特別的情況。這些奇怪的極端海王星外天體也是如此:沒有理由認為這些軌道是隨機的。一些天文學家聲稱,最好的解釋是一顆新的行星——即第九行星——正在塑造和引導著它們的軌道。

  這是個不錯的論點。海王星的發(fā)現(xiàn)正是由于天文學家無法解釋天王星的軌道,因此這個推論有歷史可循。后來,天文學家發(fā)現(xiàn)了更多的極端海王星外天體同樣具有奇特的橢圓軌道,并聚集在一起。

  然而,盡管聲稱存在第九行星的新聞時不時見諸報端,但天文學家仍沒有拍攝到它的圖片。當然,這也在情理之中:如果第九大行星存在,它的體積會很?。ㄏ鄬Χ裕?,而且非常遙遠,很難被發(fā)現(xiàn)。

  與此同時,其他天文學家也加入了討論,認為這些極端海王星外天體其實并不特別。我們之所以覺得奇怪,可能是由于調查設計和執(zhí)行的方式,使我們更有可能看到具有這些奇特軌道的天體,而不是那些有著正常軌道的類似天體。換句話說,這些極端海王星外天體并不是由太陽系外層的某個神秘實體控制的。它們的軌道也沒什么好解釋的——它們如此與眾不同只是因為我們看到的還太少。

  更重要的是,我們很難把第九行星的存在與目前所了解的太陽系形成過程聯(lián)系起來。當然,天文學家還是可以將第九行星納入太陽系,比如說,可以認為這是一顆被“彈射”出去的行星內核,或者是被捕獲的流浪系外行星。但是,情況越復雜,解釋就越難以成立。

  因此,在獲得這顆行星的確鑿圖片之前,天文學家還需要尋找其他證據(jù),來解釋外太陽系這幾顆冰凍小行星的“任性”軌道,而尋找第九行星的工作也仍將繼續(xù)。(任天)

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