天文科普:太陽(yáng)系第九大行星之謎,它真的存在嗎?
來(lái)源:新浪科技
發(fā)布時(shí)間:2020-06-20
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  過(guò)去幾年來(lái),關(guān)于太陽(yáng)系最外層區(qū)域存在一顆新行星(而且體積很大!)的可能性令科學(xué)家和公眾都十分好奇。但是經(jīng)過(guò)多年的搜尋,天文學(xué)家在這個(gè)領(lǐng)域并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的行星?!暗诰糯笮行恰闭娴拇嬖趩??目前仍沒(méi)有定論。

  幽暗的太陽(yáng)系邊緣

  近幾十年來(lái),天文學(xué)家一直試圖對(duì)海王星軌道以外的太陽(yáng)系邊緣進(jìn)行研究,但發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要比結(jié)論多得多。其實(shí)這也不難想見(jiàn),因?yàn)閷?duì)該區(qū)域的天文學(xué)研究充滿了挑戰(zhàn):首先,天文學(xué)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(yuǎn),使得它們很難被發(fā)現(xiàn)。

  在1930年基本靠運(yùn)氣發(fā)現(xiàn)冥王星之后,人類對(duì)太陽(yáng)系最外層空間的了解一直沒(méi)有進(jìn)展,直到1992年情況才有所改變。這一年,天文學(xué)家在柯伊伯帶中發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)外海王星天體。這是太陽(yáng)系形成過(guò)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(yáng)旋轉(zhuǎn)。

  從那以后,天文學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)這樣的天體,并不斷地對(duì)它們進(jìn)行分類和再分類。接下來(lái),我們將關(guān)注一類被稱為“極端海王星外天體”(extreme trans-neptunian objects,簡(jiǎn)稱eTNOs)的神秘天體。

  2003年,天文學(xué)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(hào)為90377),體積很大,大約相當(dāng)于冥王星的一半,而它最奇特之處是具有非常極端的公轉(zhuǎn)軌道。據(jù)計(jì)算,塞德娜的公轉(zhuǎn)周期約為11400年,相當(dāng)于有記載的人類歷史的兩倍。賽德娜的公轉(zhuǎn)軌道是一個(gè)離心率很大的橢圓,近日點(diǎn)約為76個(gè)天文單位(AU,一個(gè)天文單位是太陽(yáng)和地球之間的距離),遠(yuǎn)日點(diǎn)則超過(guò)900天文單位。

  賽德娜太奇怪了。有天文學(xué)家認(rèn)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(zhuǎn)軌道將有助于研究太陽(yáng)系的起源及早期演變。

  第九行星

  在天文學(xué)家看來(lái),賽德娜的軌道實(shí)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(huì)具有跨度如此之大的軌道,而沒(méi)有被完全逐出太陽(yáng)系?

  也許在太陽(yáng)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(lái),一些天文學(xué)家開(kāi)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(dāng)我們隨便拿起一朵花進(jìn)行觀察時(shí),通常情況下,花瓣會(huì)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(méi)有理由認(rèn)為這些軌道是隨機(jī)的。一些天文學(xué)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(dǎo)著它們的軌道。

  這是個(gè)不錯(cuò)的論點(diǎn)。海王星的發(fā)現(xiàn)正是由于天文學(xué)家無(wú)法解釋天王星的軌道,因此這個(gè)推論有歷史可循。后來(lái),天文學(xué)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(shí)不時(shí)見(jiàn)諸報(bào)端,但天文學(xué)家仍沒(méi)有拍攝到它的圖片。當(dāng)然,這也在情理之中:如果第九大行星存在,它的體積會(huì)很?。ㄏ鄬?duì)而言),而且非常遙遠(yuǎn),很難被發(fā)現(xiàn)。

  與此同時(shí),其他天文學(xué)家也加入了討論,認(rèn)為這些極端海王星外天體其實(shí)并不特別。我們之所以覺(jué)得奇怪,可能是由于調(diào)查設(shè)計(jì)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(shuō),這些極端海王星外天體并不是由太陽(yáng)系外層的某個(gè)神秘實(shí)體控制的。它們的軌道也沒(méi)什么好解釋的——它們?nèi)绱伺c眾不同只是因?yàn)槲覀兛吹降倪€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(yáng)系形成過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)然,天文學(xué)家還是可以將第九行星納入太陽(yáng)系,比如說(shuō),可以認(rèn)為這是一顆被“彈射”出去的行星內(nèi)核,或者是被捕獲的流浪系外行星。但是,情況越復(fù)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(xué)家還需要尋找其他證據(jù),來(lái)解釋外太陽(yáng)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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