海王星外天體為第九大行星存在提供新證據—新聞—科學網

2020-11-23 科學網
尋找行星「小九」
海王星外天體為第九大行星存在提供新證據

「第九大行星」被假定為擁有2～4倍於地球的直徑，並且和諸如海王星等冰態巨行星相似。圖片來源：wikipedia

新的太陽系天體曾讓美國加州理工學院（Caltech）行星科學家和理論家Konstantin Batygin分心。每項發現都會為他的使小行星圍繞太陽運轉的太陽系計算機模型增加新問題。但是現在，Batygin渴望自己能發現更多天體，曾經錯失的機會則讓他難過不已。在今年9月底和10月初，布滿烏雲的天空使位於夏威夷莫納克亞山山頂的昴星團望遠鏡連續6晚無法運行。Batygin說，所有你能做的「就是靜靜地坐著並且等待情況變得略微好轉」。

將Batygin拉入這場搜尋行動的是「終極大獎」—— 一顆在1個多世紀裡首次被添加到太陽系的新行星。這個被俗稱為「第九大行星」的遙遠的假想世界擁有10倍於地球的質量，並且繞太陽運轉一圈需要1.5萬年。今年1月，Batygin和Caltech天文學家Mike Brown提出，這顆巨大的行星或能解釋海王星外6個冰封天體擁有的古怪地聚集在一起的軌道。如今，包括Batygin和Brown所在的若干團隊正忙著直接尋找「第九大行星」。

而在日前於帕薩迪納市舉行的美國天文學會會議上展示的研究，為他們提供了額外的鼓勵。研究人員已發現了另外3個海王星外側天體（TNO）。它們和最初發現的6個天體一樣，或許能證實「第九大行星」的存在並且幫助縮小假定的軌道。天文學家表示，這顆未見過的巨行星的影響力或許還能解釋垂直於太陽系平面的另外兩個天體擁有的奇怪軌道，以及為何太陽朝著其軸線略微傾斜。

新的證據讓華盛頓卡內基科學研究所天文學家Scott Sheppard「可能有90%的把握斷定，海王星外存在一顆行星」。不過，其他人表示，這些線索還是太少並且無法令人信服。「我認為，最終證實是真的概率只有1%左右。」加拿大維多利亞自治領天體物理天文臺天文學家JJ Kavelaars表示。

「第九大行星」的蹤跡出現於2003年。當時，Brown發現了太陽系最遙遠的天體之一，即一顆被稱為Sedna、距太陽900多個天文單位（天文單位為地球和太陽之間的距離）的古怪天體。更重要的是，Sedna距離太陽最近時也不會少於76個天文單位，是海王星與太陽距離的兩倍多。這使得Sedna超出了最後一顆冰巨星——海王星的引力影響範圍。一定是別的東西將其拉入了奇怪的細長軌道：可能是一顆經過的恆星，或者是銀河系的引力潮。

又或者是一顆巨大的行星。當Brown和Batygin發現了另外5顆TNO奇怪地聚集在太空中時，他們通過廣泛的建模意識到，一顆巨大行星的引力可將任何天體從其路徑上拋出去，使剩下天體的軌道擠在和太陽系相反的方向上。

現在，另外的天體可能正加入到這一模型中。在此次會議上，Sheppard和來自夏威夷雙子星天文臺的同事Chad Trujillo展示了兩個新進入者：2014 SR349和2013 FT28。

2014 SR349和較早發現的6個天體位於同一方向，2013 FT28則位於天空中的相反方向——恰好處在「第九大行星」假定的軌道內，而計算機建模顯示，這將免受引力影響。太陽系最遙遠的天體之一、第三顆新的TNO ——L91看上去位於反向排列的天體群內，但在此次會議上描述了該天體的英國貝爾法斯特女王大學天體物理學家Michele Bannister表示，建模顯示它可能同「第九大行星」沒有任何關聯。

在「第九大行星」被直接看見之前，沒有人會相信它的存在。大多數時候，行星位於其軌道最遙遠的地方。在那裡，它們運行得最慢。對於「第九大行星」來說，這將使其處在獵戶座的某個地方。目前，Batygin、Brown、Sheppard和Trujillo均在利用8米昴星團望遠鏡，因為它的超級主焦點相機在每次拍照時都能覆蓋大部分天空。在9月底的最近一次運行覆蓋了「第九大行星」假定軌道上10%的最遙遠部分後，Batygin相信，「穩操勝券的概率達到了10%。」

發現一顆新行星的榮耀將屬於勝利者。「我們試圖保持著友好。」Sheppard說，但這確實是一場競賽。他同時表示，早些時候，不同團隊曾探討過共享其計劃好的搜尋領域，以避免重複性工作，但現在，「大家都想成為發現『第九大行星』的那個團隊」。（宗華編譯）

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