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太阳系“老九” 到底是找不到还是不存在

滥觞: 科技日报

不知不觉,间隔上一次在太阳系内发明行星已以前了170多年。假如能在太阳系内发明新的行星,或许是可以得到诺贝尔奖的事。

不过,自1846年海王星被发明今后,相称长一段光阴内,险些没有人再去探求新的行星,由于能找到的时机十分渺茫。

近些年,关于太阳系内神秘行星的评论争论变得热烈。有天文学家表示,在太阳系的界限上可能藏着一颗行星——行星九。如今,已有文章评论争论了它可能是何种样子容貌的细节。不久前,美国科学家还谋略出了“行星九”不存在的概率为0.002。

为什么一些天文学家觉得太阳系必然存在“老九”?假如存在,它是什么样子容貌,又身处何方?

奇特天表现身太阳系边缘

实际上,从概率上讲,在太阳系内发明新行星的可能性不大年夜。我们来对太阳系这片区域做一个摸查。要是在海王星到太阳之间的范围存在新行星,那么寄托现有不雅测前提是可以看到的,但现实是,天文学家们并没有不雅测到。

而在外太阳系范围的“海王星外天体”(TNO)中,存在新行星的可能性异常小。“由于这个区域的物质密度更低,行星的生长光阴要花上亿年,十分漫长,以是不太可能长出行星。”南京大年夜学天文与空间科学学院教授周礼勇吸收科技日报记者采访时说。

直到2014年阁下,天文学家陆续在柯伊伯带(海王星轨道之外黄道面相近的区域)发清楚明了一些稀罕的天体,它们具有很大年夜的轨道半长径(几百个天文单位)。对此,有人解释道,这种环境是海王星引力散射感化导致的。

然则近5年,天文学家们又发清楚明了别的一些稀罕的天体,它们不仅轨道半长径很长,而且近日点间隔也很大年夜,跨越了40个天文单位。别的,这些天体的近日点偏向基础指向同一个偏向。假如是海王星或其他行星的散射感化,这些天体的近日点间隔应该是对照小的。而在大年夜行星的摄动感化之下这些天体的近日点偏向也应该徐徐弥散。

不停以来,来自美国加州理工学院的迈克·布朗被称为“冥王星杀手”,由于他的钻研对冥王星降级为“矮行星”起了直接感化。但也恰是他,谋略出“行星九”不存在的概率为0.002。如今,太阳系彷佛有望从新拥有第九大年夜行星,但这一次,“老九”不是冥王星。

2016年,迈克·布朗和同事康斯坦丁·巴特金发明,太阳系边缘柯伊伯带中的6颗天体呈现了稀罕的运行轨道,它们就像6块以不合速度运转的钟表。但无论何时去看,这些钟表指针都在相同地方。天文学家觉得,这一征象可巧发生的可能性为0.007%。在扫除其他可能性后,两人推想,造成这种征象的缘故原由可能是“一颗真正的行星”在发挥引力感化。

是否有可能是暗物质的感化呢?周礼勇表示,太阳系相近暗物质的密度很低,以是弗成能是暗物质的影响。

“最初,这样稀罕的天体并不多,以是很多人会否决存在‘行星九’的说法。然而,跟着近几年赓续有新发明,‘行星九’存在的统计学显明性徐徐前进。”周礼勇解释道。

直接不雅测到“老九”有难度

今朝虽然未能直接不雅测到“行星九”,但可以经由过程数学模型和谋略机模拟推想它的存在。科学家经由过程谋略机模拟预计行星的位置,并提出了“行星九”的一些基础参数。比如,“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,轨道偏幸率是0.2—0.5,轨道倾角是15°至25°。

但“行星九”扑朔迷离,用千里镜“锁定”它相称艰苦。周礼勇解释道:“由于现在的参数很有限,而且,关于“行星九”的位置定位并没有足够正确,只是一个对照宽泛的范围。要是这颗星真的存在,因为身处迢遥的太阳系边缘,那么它肯定十分暗淡。”

视星等,是指可见光波段所看到的星体亮度,根据传统定义,其数值越大年夜越暗,反之则越亮,而且其取值可所以负数。视星等既与星体的发光能力(光度)有关,也与星体与不雅测者的间隔有关。是以,暗弱、以致本身不发光的星体可以拥有很低的视星等值,如满月时月球的视星等约为-12;而发光能力很强的星体却可能由于与地球之间迢遥的间隔而有着很高的视星等值。根据“行星九”的大年夜小、反照率以及与地球的间隔推想,这颗神秘行星的亮度约为22等—24等。

周礼勇坦言,要在天空中很大年夜一片区域去探求一颗迢遥的天体,并不轻易。

北京师范大年夜学天文系教授高健吸收科技日报记者采访时表示,没有直接不雅测到“行星九”的缘故原由很简单。“一种环境是,现有的论文所提的推想不准确,‘行星九’实际不存在,那当然就不雅测不到。另一方面,‘行星九’若位于柯伊伯带或更远的地方,那么不雅测难度异常大年夜。”

高健弥补道,假如“行星九”间隔太阳很迢遥,那么它属于气态巨行星的可能性很小,终究现已发明的柯伊伯带天体大年夜多是冰质天体。

除了不雅测手段,也有人经由过程理论手段探求“行星九”。周礼勇先容道,根据行星的摄动理论,假如“行星九”存在,除了对周围的小天体孕育发生影响,还会影响其他行星,比如木星。

是以,科学家使用比对行星历表的措施去探求“行星九”。“但今朝的不雅测精度不能否定也不能肯定‘行星九’的存在。”周礼勇表示。

存在与否学界尚无定论

不过,科学家正在斟酌用其他规划探求这颗行星。比如,经由过程下一代CMB(宇宙微波背景)实验。宇宙微波背景是迄今为止不雅测到的最古老的光,记录着有关宇宙的历史信息。经由过程千里镜和超级谋略机解析其奥妙的特性,宇宙学家已经得到了关于宇宙属性及其历史的看法。

周礼勇表示,有不少钻研职员对“行星九”的存在持狐疑立场。一种不雅点觉得现在钻研的这批具有特殊轨道的小行星,样本数过少不够以阐明问题。另一种不雅点觉得,以现有的机制,很难理解“行星九”存在的合理性——为什么一个体积宏大年夜的行星会离太阳如斯迢遥?

“由于离太阳越远,物质密度越低,演化速率也越慢,以是很难想象这样的情况能孕育出一颗体积宏大年夜的行星。”周礼勇解释,假如“行星九”是一颗从外部飘来的漂泊行星,对付俘获它的机制今朝并没有很好的解释。

“说实话,我不觉得‘行星九’存在,顶多是大年夜一点的海王星外天体。”高健表示。

美国科罗拉多大年夜学的钻研职员雅各布·弗莱西格也觉得“行星九”并不存在,而是一群小天体合营孕育发生感化,致使周围呈现轨道奇特的小天体。但为什么有这样一群小天体呢?至今依然没有很好的解释。

高健直言,“行星九”的存在并没有获得天文界的共识。但有关太阳系天体的千里镜征采项目很多,也赓续有新的太阳系小天体、海王星外天体被发明,假如然有“行星九”,跟着不雅测技巧的前进和天文学家的关注,日夕照样能发明的。

“探求‘行星九’或许可以满意人类无穷无尽的好奇心。当然假如然的发明‘行星九’,会对太阳系形成理论带来寻衅,分外是假如这个‘行星九’个头够大年夜的话。”高健说。(训练记者 代小佩)

责任编辑:常林(EK008)

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