如果第九行星真实存在其具体位置仍是个谜

放大字体  缩小字体 发布时间:2021-04-27 11:36:40 来源:新浪科技
如果第九行星真实存在其具体位置仍是个谜

  新浪科技讯 北京时间4月27日消息,如果太阳系存在神秘的第九行星,它潜伏在太阳系黑暗的边缘,但很可能不在我们想象的位置。

  依据天文学家对这一假设天体的搜索,最新信息可能表明它的轨道离心率比之前2019年所预测的更大。据悉,2016年,美国加州理工学院天文学家康斯坦丁·巴蒂金和迈克尔·布朗在《天文学杂志》上发表论文称,他们提出太阳系外侧存在一颗之前未被发现的行星的理由,相关证据存在于海王星轨道之外的其他天体之中。

  这些所谓的“其他天体”被称为极端海王星外天体(ETNOs),它们拥有巨大的椭圆轨道,其近日点轨道距离不会比海王星近(不会小于30个天文单位),远日点轨道距离大于150个天文单位。

  巴蒂金和布朗发现这些天体的运行轨道在近日点拥有相同的角度,近日点是轨道上距离太阳最近的点,随后天文学家进行了一系列模拟实验,发现一颗较大行星的引力影响可能会以该方式存在于这种超级椭圆轨道上。

  自从2016年这篇研究报告发表之后,太阳系第九行星就成为天文学领域颇有争议的话题之一,许多天文学家发现第九行星不太可能存在,但到目前为止,我们还没有确凿证据证实其是否存在。解决该争议的最具决定性的方式是我们能否发现问题的关键——而巴蒂金和布朗的最新研究可以帮助我们尝试做到这一点。

  早在2016年,天文学家在发现6颗ETNOs天体的基础上,意识到可能潜在着太阳系第九行星,当时发现的6颗ETNOs天体体积较小,很难被发现,随着时间的推移,越来越多的ETNOs天体被发现,现今我们知道大约存在19颗ETNOs天体,这意味着我们现在拥有更多的数据可以分析,从而掌握这颗行星的特征信息。

  2019年,天文学家修正了现有ETNOs天体信息,并得出结论称,此前获得的一些信息不准确。依据最新修正信息,这颗潜在的第九行星质量是地球质量的5倍,而不是最初评估的地球质量10倍,同时,它的离心率(即椭圆度)也更低。

  目前,研究人员再次更新了计算结果,他们在一个名为“寻找第九行星”的博客上写道:“我们的模拟分析中是否缺少了必要的物理元素?通过对该模型的持续不断探索,我们发现太阳系潜在神秘第九行星的理论是正确的。”

  他们指出,我们的模拟假设任何距离太阳超过1万个天文单位的天体都会消失,但我们并未考虑到太阳不是孤立地存在着,它可能是一个巨大、天体密集的恒星诞生星云中孕育的,该星云中还有其他新生恒星。

  在该情况下,太阳系初期阶段几乎肯定形成于奥尔特星云内部,奥尔特星云是环绕太阳系的冰体外壳,距离太阳系大约2000-100000个天文单位,像土星和木星这样大型行星在奥尔特星云中形成初期将被撕成碎片抛向星际空间,但在邻近恒星的引力干扰下,它们将推回至太阳引力影响范围内,因此太阳系初期阶段形成于奥尔特星云内部区域。

  我们倾向于认为奥尔特星云仅是一种自由运动的“闲逛”,没有发生什么事情,但是当巴蒂金和布朗进行一系列模拟分析时,将它们的物理特性考虑在内,他们发现奥尔特星云内部确实移动了一点。

  研究人员称,太阳系第九行星在定性层面上改变了人们之前的认知,由于该行星轨道的长期引力吸引作用,奥尔特星云内部的天体以10亿年的时间尺度不断演化,慢慢地重新注入到太阳系外侧,那么这些天体会怎样呢?我们模拟了这一演变过程,考虑到来自标准巨行星、第九行星、途经恒星以及银河系潮汐扰动作用,发现这些重新注入奥尔特星云的天体很容易与遥远柯伊伯带的天体混合在一起,甚至表现出轨道聚集现象。

  这意味着我们发现的部分ETNOs天体实际上可能起源于奥尔特星云,这真的太神奇了!然而,研究小组模拟也表明,奥尔特星云天体的聚集性比柯伊伯带天体的聚集性更弱。

  这表明,与研究人员2019年发表研究报告中发现的轨道信息相比,第九行星的轨道离心率更能解释这些数据信息。在此之前,我们并不知道第九行星轨道的具体离心率,在我们进行更多的研究确定哪些天体来自奥尔特星云内部之前,我们无法确切知道该轨道的离心率具体信息,但是在该天体不再符合我们对太阳系外侧的观测结果之前,它的离心率偏差非常有限。

  由于这颗假设的行星非常遥远和暗淡,且我们发现它的概率非常低,所以这些信息可用于完善模型,并避免我们试图在它可能不存在的区域展开探索,最终有助于天文学家发现这颗捉摸不定的行星。

  即使我们未来永远无法探测到神秘的第九行星,但是该探索过程所获得的发现非常宝贵,未来或将发现许多木星卫星,以及超遥远距离的潜在矮行星,这些发现都具有重要意义。目前,巴蒂金和布朗将该研究报告发表在近期出版的《天体物理杂志通讯》上。(叶倾城)

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