宇宙天文:如果第九行星真實存在,其具體位置仍是個謎
發布時間:2021-05-07
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宇宙天文:如果第九行星真實存在,其具體位置仍是個謎

如果太陽係存在神秘的第九行星,它潛伏在太陽係黑暗的邊緣,但很可能不在我們(men) 想象的位置。

  依據天文學家對這一假設天體(ti) 的搜索,最新信息可能表明它的軌道離心率比之前2019年所預測的更大。據悉,2016年,美國加州理工學院天文學家康斯坦丁·巴蒂金和邁克爾·布朗在《天文學雜誌》上發表論文稱,他們(men) 提出太陽係外側(ce) 存在一顆之前未被發現的行星的理由,相關(guan) 證據存在於(yu) 海王星軌道之外的其他天體(ti) 之中。

如果第九行星真實存在,其具體位置仍是個謎

 

  這些所謂的“其他天體(ti) ”被稱為(wei) 極端海王星外天體(ti) (ETNOs),它們(men) 擁有巨大的橢圓軌道,其近日點軌道距離不會(hui) 比海王星近(不會(hui) 小於(yu) 30個(ge) 天文單位),遠日點軌道距離大於(yu) 150個(ge) 天文單位。

  巴蒂金和布朗發現這些天體(ti) 的運行軌道在近日點擁有相同的角度,近日點是軌道上距離太陽最近的點,隨後天文學家進行了一係列模擬實驗,發現一顆較大行星的引力影響可能會(hui) 以該方式存在於(yu) 這種超級橢圓軌道上。

  自從(cong) 2016年這篇研究報告發表之後,太陽係第九行星就成為(wei) 天文學領域頗有爭(zheng) 議的話題之一,許多天文學家發現第九行星不太可能存在,但到目前為(wei) 止,我們(men) 還沒有確鑿證據證實其是否存在。解決(jue) 該爭(zheng) 議的最具決(jue) 定性的方式是我們(men) 能否發現問題的關(guan) 鍵——而巴蒂金和布朗的最新研究可以幫助我們(men) 嚐試做到這一點。

  早在2016年,天文學家在發現6顆ETNOs天體(ti) 的基礎上,意識到可能潛在著太陽係第九行星,當時發現的6顆ETNOs天體(ti) 體(ti) 積較小,很難被發現,隨著時間的推移,越來越多的ETNOs天體(ti) 被發現,現今我們(men) 知道大約存在19顆ETNOs天體(ti) ,這意味著我們(men) 現在擁有更多的數據可以分析,從(cong) 而掌握這顆行星的特征信息。

  2019年,天文學家修正了現有ETNOs天體(ti) 信息,並得出結論稱,此前獲得的一些信息不準確。依據最新修正信息,這顆潛在的第九行星質量是地球質量的5倍,而不是最初評估的地球質量10倍,同時,它的離心率(即橢圓度)也更低。

  目前,研究人員再次更新了計算結果,他們(men) 在一個(ge) 名為(wei) “尋找第九行星”的博客上寫(xie) 道:“我們(men) 的模擬分析中是否缺少了必要的物理元素?通過對該模型的持續不斷探索,我們(men) 發現太陽係潛在神秘第九行星的理論是正確的。”

  他們(men) 指出,我們(men) 的模擬假設任何距離太陽超過1萬(wan) 個(ge) 天文單位的天體(ti) 都會(hui) 消失,但我們(men) 並未考慮到太陽不是孤立地存在著,它可能是一個(ge) 巨大、天體(ti) 密集的恒星誕生星雲(yun) 中孕育的,該星雲(yun) 中還有其他新生恒星。

  在該情況下,太陽係初期階段幾乎肯定形成於(yu) 奧爾特星雲(yun) 內(nei) 部,奧爾特星雲(yun) 是環繞太陽係的冰體(ti) 外殼,距離太陽係大約2000-100000個(ge) 天文單位,像土星和木星這樣大型行星在奧爾特星雲(yun) 中形成初期將被撕成碎片拋向星際空間,但在鄰近恒星的引力幹擾下,它們(men) 將推回至太陽引力影響範圍內(nei) ,因此太陽係初期階段形成於(yu) 奧爾特星雲(yun) 內(nei) 部區域。

  我們(men) 傾(qing) 向於(yu) 認為(wei) 奧爾特星雲(yun) 僅(jin) 是一種自由運動的“閑逛”,沒有發生什麽(me) 事情,但是當巴蒂金和布朗進行一係列模擬分析時,將它們(men) 的物理特性考慮在內(nei) ,他們(men) 發現奧爾特星雲(yun) 內(nei) 部確實移動了一點。

  研究人員稱,太陽係第九行星在定性層麵上改變了人們(men) 之前的認知,由於(yu) 該行星軌道的長期引力吸引作用,奧爾特星雲(yun) 內(nei) 部的天體(ti) 以10億(yi) 年的時間尺度不斷演化,慢慢地重新注入到太陽係外側(ce) ,那麽(me) 這些天體(ti) 會(hui) 怎樣呢?我們(men) 模擬了這一演變過程,考慮到來自標準巨行星、第九行星、途經恒星以及銀河係潮汐擾動作用,發現這些重新注入奧爾特星雲(yun) 的天體(ti) 很容易與(yu) 遙遠柯伊伯帶的天體(ti) 混合在一起,甚至表現出軌道聚集現象。

  這意味著我們(men) 發現的部分ETNOs天體(ti) 實際上可能起源於(yu) 奧爾特星雲(yun) ,這真的太神奇了!然而,研究小組模擬也表明,奧爾特星雲(yun) 天體(ti) 的聚集性比柯伊伯帶天體(ti) 的聚集性更弱。

  這表明,與(yu) 研究人員2019年發表研究報告中發現的軌道信息相比,第九行星的軌道離心率更能解釋這些數據信息。在此之前,我們(men) 並不知道第九行星軌道的具體(ti) 離心率,在我們(men) 進行更多的研究確定哪些天體(ti) 來自奧爾特星雲(yun) 內(nei) 部之前,我們(men) 無法確切知道該軌道的離心率具體(ti) 信息,但是在該天體(ti) 不再符合我們(men) 對太陽係外側(ce) 的觀測結果之前,它的離心率偏差非常有限。

  由於(yu) 這顆假設的行星非常遙遠和暗淡,且我們(men) 發現它的概率非常低,所以這些信息可用於(yu) 完善模型,並避免我們(men) 試圖在它可能不存在的區域展開探索,最終有助於(yu) 天文學家發現這顆捉摸不定的行星。

  即使我們(men) 未來永遠無法探測到神秘的第九行星,但是該探索過程所獲得的發現非常寶貴,未來或將發現許多木星衛星,以及超遙遠距離的潛在矮行星,這些發現都具有重要意義(yi) 。目前,巴蒂金和布朗將該研究報告發表在近期出版的《天體(ti) 物理雜誌通訊》上。(葉傾(qing) 城)


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