太阳系“老九” 到底是找不到还是不存在

不知不觉,间隔上一次在太阳系内发觉行星已过去了170多年。若是能在太阳系内发觉新的行星,或许是可以获得诺贝尔奖的事。

不过,自1846年海王星被发觉以后,相称长一段时间内,简直不人再去寻找新的行星,因为能找到的机遇十分渺茫。

近些年,关于太阳系内神奇行星的讨论变得热烈。有天文学家默示,在太阳系的边界上也许藏着一颗行星——行星九。如今,已有文章讨论了它也许是何种模样的细节。不久前,美国科学家还计算出了“行星九”不具有的几率为0.002。

为何
一些天文学家以为太阳系一定具有“老九”?若是具有,它是甚么
模样,又身处何方?

奇特天体现身太阳系边沿

现实上,从几率上讲,在太阳系内发觉新行星的也许性不大。我们来对太阳系这片区域做一个摸查。若是在海王星到太阳之间的规模具有新行星,那末
依托现有观测前提是可以看到的,但现实是,天文学家们其实不观测到。

而在外太阳系规模的“海王星外天体”(TNO)中,具有新行星的也许性十分小。“因为这个区域的物质密度更低,行星的生长时间要花上亿年,十分漫长,所以不太也许长出行星。”南大天文与空间科学学院教授周礼勇接受科技日报记者采访时说。

直到2014年左右,天文学家陆续在柯伊伯带(海王星轨道之外黄道面邻近的区域)发觉了一些奇怪的天体,它们具有很大的轨道半长径(几百个天文单位)。对此,有人说明道,这种情况是海王星引力散射作用招致的。

但是近5年,天文学家们又发觉了别的一些奇怪的天体,它们不仅轨道半长径很长,并且近日点间隔也很大,超过了40个天文单位。别的,这些天体的近日点标的目的基本指向同一个标的目的。若是是海王星或其他行星的散射作用,这些天体的近日点间隔应当是比拟小的。而在大行星的摄动作用之下这些天体的近日点标的目的也应当逐渐弥散。

一直以来,来自美国加州理工学院的迈克·布朗被称为“冥王星杀手”,因为他的研究对冥王星降级为“矮行星”起了间接作用。但也正是他,计算出“行星九”不具有的几率为0.002。如今,太阳系似乎有望重新具有
第九大行星,但这一次,“老九”不是冥王星。

2016年,迈克·布朗和共事康斯坦丁·巴特金发觉,太阳系边沿
柯伊伯带中的6颗天体涌现了奇怪的运转轨道,它们就像6块以不同速率运转的钟表。但无论何时去看,这些钟表指针都在相同处所。天文学家以为,这一征象碰巧产生
的也许性为0.007%。在排除其他也许性后,两人推测,造成这种征象的缘由也许是“一颗真正的行星”在发挥引力作用。

能否有也许是暗物质的作用呢?周礼勇默示,太阳系邻近暗物质的密度很低,所以不也许是暗物质的影响。

“最后,这样奇怪的天体其实不多,所以很多人会反对具有‘行星九’的说法。然而,随着近几年不竭有新发觉,‘行星九’具有的统计学显著性逐渐进步。”周礼勇说明道。

间接观测到“老九”有难度

目前虽然未能间接观测到“行星九”,但可以经由过程数学模型和计算机模仿推测它的具有。科学家经由过程计算机模仿估计行星的位置,并提出了“行星九”的一些基本参数。比方,“行星九”的轨道半长径是200至800个天文单位,质量是地球质量的5—10倍,轨道偏疼率是0.2—0.5,轨道倾角是15°至25°。

但“行星九”虚无缥缈,用望远镜“锁定”它相称难题。周礼勇说明道:“因为现在的参数很有限,并且,关于“行星九”的位置定位其实不足够精确,只是一个比拟广泛的规模。若是这颗星真的具有,由于身处悠远的太阳系边沿
,那末
它必定十分暗淡。”

视星等,是指可见光波段所看到的星体亮度,按照传统定义,其数值越大越暗,反之则越亮,并且其取值可以是负数。视星等既与星体的发光威力(光度)有关,也与星体与观测者的间隔有关。因而,暗弱、甚至本身不发光的星体可以具有
很低的视星等值,如满月时月球的视星等约为-12;而发光威力很强的星体却也许因为与地球之间悠远的间隔而有着很高的视星等值。按照“行星九”的大小、反照率和
与地球的间隔推测,这颗神奇行星的亮度约为22等—24等。

周礼勇率直,要在天空中很大一片区域去寻找一颗悠远的天体,其实不容易。

北京师范大学天文系教授高健接受科技日报记者采访时默示,不间接观测到“行星九”的缘由很简单。“一种情况是,现有的论文所提的推测不准确,‘行星九’现实不具有,那固然
就观测不到。另一方面,‘行星九’若位于柯伊伯带或更远的处所,那末
观测难度十分大。”

高健补充道,若是“行星九”间隔太阳很悠远,那末
它属于气态巨行星的也许性很小,毕竟现已发觉的柯伊伯带天体大多是冰质天体。

除了观测手段,也有人经由过程理论手段寻找“行星九”。周礼勇介绍道,按照行星的摄动理论,若是“行星九”具有,除了对周围的小天体产生影响,还会影响其他行星,比方木星。

因而,科学家利用比对行星历表的方法去寻找“行星九”。“但目前的观测精度不能否定也不能必定‘行星九’的具有。”周礼勇默示。

具有与否学界还没有定论

不过,科学家在考虑用其他方案寻找这颗行星。比方,经由过程下一代CMB(宇宙微波布景)实验。宇宙微波布景是迄今为止观测到的最古老的光,记载着有关宇宙的历史信息。经由过程望远镜和超等计算机剖析其奇妙的特性,宇宙学家已经获得了关于宇宙属性及其历史的见解。

周礼勇默示,有很多
研究人员对“行星九”的具有持怀疑态度。一种概念以为现在研究的这批具有特殊轨道的小行星,样本数过少不足以说明问题。另一种概念以为,以现有的机制,很难理解“行星九”具有的合理性——为何
一个体积庞大的行星会离太阳如此悠远?

“因为离太阳越远,物质密度越低,演变
速率也越慢,所以很难设想这样的环境能孕育出一颗体积庞大的行星。”周礼勇说明,若是“行星九”是一颗从内部飘来的流浪行星,对于俘获它的机制目前其实不很好的说明。

“说实话,我不以为‘行星九’具有,顶多是大一点的海王星外天体。”高健默示。

美国科罗拉多大学的研究人员雅各布·弗莱西格也以为“行星九”其实不具有,而是一群小天体共同产生作用,致使周围涌现轨道奇特的小天体。但为何
有这样一群小天体呢?至今仍然

依据不很好的说明。

高健直言,“行星九”的具有其实不得到天文界的共识。但有关太阳系天体的望远镜搜寻名目很多,也不竭有新的太阳系小天体、海王星外天体被发觉,若是然有“行星九”,随着观测技术的进步和天文学家的存眷,早晚还是能发觉的。

“寻找‘行星九’或许可以满足人类无穷无尽的好奇心。固然
若是然的发觉‘行星九’,会对太阳系形成理论带来应战,特别是若是这个‘行星九’个头够大的话。”高健说。(科技日报)

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