太陽系中發現多顆軌道異常天體,太陽系的第九行星真的存在?

2020-12-21 胖福的小木屋

自從2006年國際天文聯合會（IAU）正式定義行星概念，將冥王星排除行星範圍，將其劃為矮行星（類冥天體）。科學家就想在太陽系找到第九行星。

很多人對於太陽系的結構很模糊，太陽系可以分為三層，一部分是內太陽系，主要包含行星和小行星；另一部分是外太陽系，有些天體就在海王星軌道以外繞太陽公園，它們構成了柯伊伯帶，其他一些天體距離太陽更遠，軌道平面也更為傾斜，它們構成了所謂的離散盤。而在離散盤以外，還存在一大群小天體，構成了奧爾特雲，最遠可以延伸到大約10萬億公裡以外，有將近1光年之遙！

1988年鄧肯（M.Duncan）證明，柯伊伯帶是短周期彗星的主要源，而奧爾特雲則是長周期彗星的主要源，冥王星就是人類發現的第一顆柯伊伯帶天體。

為什麼說科學家幾乎確定太陽系存在第九行星呢？這就和科學家發現的塞德娜以及2015 TG387兩顆天體有關了。

2003年11月14日，位於聖地牙哥東北部帕洛馬山天文臺的塞繆爾·奧斯欽望遠鏡（Samuel Oschin telescope）首次觀測到塞德娜，當時帕洛馬山天文臺正在搜尋黃道離散天體。在冥王星被列為矮行星之後，科學家以為塞德娜會代替冥王星的位置。然而赫歇爾空間天文臺在2012年的觀測結果顯示賽德娜的直徑為995±80千米，比冥衛一還要小。

科學家在觀測賽德娜處在一個難以解釋的神秘的偏心軌道中。這表明似乎有大天體擾亂了他們的軌道，而最好的解釋就是在離柯伊伯帶足夠近的地方存在一顆大行星，它可以通過重力吸引影響柯伊伯帶中的天體，但它距離內太陽系足夠遙遠，不會影響近日行星。

後來科學家通過計算機模擬，假設賽德娜確實受到了這樣一顆行星的引力影響，在這個基礎上計算出了這顆所謂的「第九行星」可能所處的軌道，甚至預言了這顆超級地球在天空中可能所處的方位。

後來，科學家根據模擬的軌道，在利用超大望遠鏡巡視天空搜尋太陽系極遙遠天體時，發現了2015 TG387，這是一顆屬於內奧爾特雲的天體，TG387距離我們120億公裡，相當於地球到太陽距離的80倍，也相當於海王星到太陽距離的大約2.5倍！

G387的軌道要比地球的公轉軌道長出2000多倍。最遠的時候，這個天體可以運行到距離太陽3500億公裡以外，最近的時候，它也不會靠近到太陽100億公裡以內，差不多是海王星到太陽距離的2倍以上。這意味著，它的軌道非常橢長，它需要4萬年才會繞太陽一圈，2015 TG387上一次接近太陽的時候，長毛象（mammoth）和洞熊（cave bear）正在歐亞大草原上悠遊漫步。

TG387的發現、軌道朝向都驗證了關於「第九行星」的假設。

2003年發現的塞德娜（Sedna），和2012年發現的2012 VP113，再加上2015 TG387，軌道有某些程度的相似之處，這些軌道的近日點方向具有向某個特定方向聚集的傾向，這些天體距離內太陽系太陽， 根本不可能會受到8大行星的引力影響。這意味著有一顆大天體，把這些天體都推進了相似類型的公轉軌道，這顆理論上可能存在的第九大行星質量大約是地球的5～20倍，擁有一個偏心率極高的軌道，在軌道最遠處距離太陽可以達到地球到太陽距離的250倍以上。

一些科學家認為，2015 TG387或多或少幫助他們縮小了搜尋範圍。他們推測第九行星的位置與2015 TG387的軌道相對，而形成重力共振，清掃並維持住這些既怪異又扁長的軌道。

那為什麼過了這麼久，人類還是沒有發現第九行星呢？因為太陽系實在是太大了，目前為止我們還無法深入探測柯伊伯帶和奧爾特雲。

像1977年發射的旅行者1號，按照旅行者1號目前17公裡/秒的速度，它還至少還要飛上520年的時間才能抵達奧爾特雲。而對於速度為15.4公裡/秒的旅行者2號，它將會在580年之後進入奧爾特雲。如果想要從奧爾特雲的一邊進入再從另一邊穿出,還需要3萬年的時間，而旅行者1號將在2025年與地球徹底失去聯繫。

很多星球的發現，都是先計算，在觀測，比如穀神星的發現。1776年，德國的一位數學老師戴維·提丟斯曾推算出了各大行星與太陽之間的距離比例為：0.4，0.7，1，1.6，2.8，5.2，10，19.6……（a=(n+4)/10，其中n = 0, 3, 6, 12, 24, 48...）這一規律後來被稱為「提丟斯—彼得定律」。

然而研究者們發現，數字「2.8」沒有與它對應的行星。難道在火星和木星之間還有一顆未被發現的天體嗎？後來數學家高斯利用「最小二乘法」的運算定律算出了它的運動軌跡。在高斯的預測之下，1801年天文學家觀測到了穀神星。

目前各個國家都在進行巡天項目，除了探測宇宙加速膨脹機理，還有就是尋找第九行星，對那些遙遠的星系進行長時間的觀測分析，搜尋那些非常緩慢移動中的天體。說不定在哪一天，隨著天文學家繼續搜尋，第九行星就此浮出水面。

第九行星將會讓人類重新審視太陽系，對於人們理解太陽系的基本結構、太陽系的形成和演化過程，具有極為重要的科學意義，如果能發現它，它很可能會以一位希臘或羅馬神祗的名字命名，與太陽系其餘天體命名的方式一致，

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