天文科普:太陽係第九大行星之謎,它真的存在嗎?
來源:新浪科技
發布時間:2020-06-20
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  過去幾年來,關(guan) 於(yu) 太陽係最外層區域存在一顆新行星(而且體(ti) 積很大!)的可能性令科學家和公眾(zhong) 都十分好奇。但是經過多年的搜尋,天文學家在這個(ge) 領域並沒有發現新的行星。“第九大行星”真的存在嗎?目前仍沒有定論。

  幽暗的太陽係邊緣

  近幾十年來,天文學家一直試圖對海王星軌道以外的太陽係邊緣進行研究,但發現的問題要比結論多得多。其實這也不難想見,因為(wei) 對該區域的天文學研究充滿了挑戰:首先,天文學家要尋找的天體(ti) 可能非常小;其次,這些天體(ti) 距離我們(men) 也非常遙遠,使得它們(men) 很難被發現。

  在1930年基本靠運氣發現冥王星之後,人類對太陽係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現了第一個(ge) 外海王星天體(ti) 。這是太陽係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境中,懶洋洋地繞著太陽旋轉。

  從(cong) 那以後,天文學家又發現了數千個(ge) 這樣的天體(ti) ,並不斷地對它們(men) 進行分類和再分類。接下來,我們(men) 將關(guan) 注一類被稱為(wei) “極端海王星外天體(ti) ”(extreme trans-neptunian objects,簡稱eTNOs)的神秘天體(ti) 。

  2003年,天文學家發現了可能是迄今為(wei) 止最奇特的極端海王星外天體(ti) ——塞德娜(Sedna)。這是一顆小行星(編號為(wei) 90377),體(ti) 積很大,大約相當於(yu) 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。據計算,塞德娜的公轉周期約為(wei) 11400年,相當於(yu) 有記載的人類曆史的兩(liang) 倍。賽德娜的公轉軌道是一個(ge) 離心率很大的橢圓,近日點約為(wei) 76個(ge) 天文單位(AU,一個(ge) 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(wei) ,它是目前為(wei) 止人類發現的外海王星天體(ti) 中最重要的一顆,了解其特殊的公轉軌道將有助於(yu) 研究太陽係的起源及早期演變。

  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(ti) 為(wei) 何會(hui) 具有跨度如此之大的軌道,而沒有被完全逐出太陽係?

  也許在太陽係更外層的地方,還有別的什麽(me) 東(dong) 西一直在牽製著塞德娜。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(ti) 。具體(ti) 而言,這些天體(ti) 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(men) 隨便拿起一朵花進行觀察時,通常情況下,花瓣會(hui) 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,那可能就意味著發生了某種特別的情況。這些奇怪的極端海王星外天體(ti) 也是如此:沒有理由認為(wei) 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(men) 的軌道。

  這是個(ge) 不錯的論點。海王星的發現正是由於(yu) 天文學家無法解釋天王星的軌道,因此這個(ge) 推論有曆史可循。後來,天文學家發現了更多的極端海王星外天體(ti) 同樣具有奇特的橢圓軌道,並聚集在一起。

  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(ti) 積會(hui) 很小(相對而言),而且非常遙遠,很難被發現。

  與(yu) 此同時,其他天文學家也加入了討論,認為(wei) 這些極端海王星外天體(ti) 其實並不特別。我們(men) 之所以覺得奇怪,可能是由於(yu) 調查設計和執行的方式,使我們(men) 更有可能看到具有這些奇特軌道的天體(ti) ,而不是那些有著正常軌道的類似天體(ti) 。換句話說,這些極端海王星外天體(ti) 並不是由太陽係外層的某個(ge) 神秘實體(ti) 控製的。它們(men) 的軌道也沒什麽(me) 好解釋的——它們(men) 如此與(yu) 眾(zhong) 不同隻是因為(wei) 我們(men) 看到的還太少。

  更重要的是,我們(men) 很難把第九行星的存在與(yu) 目前所了解的太陽係形成過程聯係起來。當然,天文學家還是可以將第九行星納入太陽係,比如說,可以認為(wei) 這是一顆被“彈射”出去的行星內(nei) 核,或者是被捕獲的流浪係外行星。但是,情況越複雜,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,來解釋外太陽係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。(任天)

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