為什麼太陽系七大行星軌道都符合波得定律,只有海王星是個例外?

2020-12-05 探索浩瀚星空

浩瀚的宇宙有著數不盡的天體,恆星,行星,中子星,小行星等,雖然這些天體的質量,屬性等各不相同,但是它們的運行卻是非常有規律的,並不會亂,否則宇宙早就毀滅了。

太陽系是銀河係數千億個星系中的一員,有八大行星,它們穩定繞著太陽公轉,它們的運動軌道應該也是符合宇宙最基本的天體運行規律。其中八大行星距離太陽的軌道距離必然也是有某種規律,早在1766年的時候,德國一位中學教師戴維·提丟斯發現了一個簡單的幾何學規則,後來這個規則柏林天文臺的臺長波地歸納成了一個經驗公式,它就是波得定律。

「波得定律」全稱為「提丟斯-波得定則」,是用來計算太陽系中行星軌道時通常採用的一個簡單規則。該定則的表述形式為:4+0,3,,6,12,24……,利用這種數學形式做簡單的加法,得出的數值即為太陽系中各大行星距太陽的距離,也就是行星圍繞太陽的軌道參數。

科學家通過波得定律計算了各行星距太陽的距離,其中七大行星都符合這個定律,可唯獨海王星是個例外。海王星的實際距離與「波得定律」計算的距離偏差非常大,為什麼海王星的運行軌道就不符合「波得定律」?難道它有什麼特殊的原因?

波得定律的正確性不用懷疑,通過七大行星以及其它的天體計算驗證,已經完全它是宇宙中天體運行規則之一。海王星的軌道參數異常,可能有其它的因素影響著它,而這個因素也不是海王星本身的原因,有可能是來自於外部。

對於海王星的反常軌道數據,天文學家多年來一直在尋找原因,但是始終沒有得出可靠的結論。根據克卜勒第三定律,在太陽系中,距離太陽越遠的行星,圍繞太陽公轉的周期越長。有科學家認為,造成海王星軌道數據異常的原因有可能是因為這顆行星的公轉周期十分漫長,另一方面可能是它的運行速度很慢。

對於上面的這個理由,很多科學家是不支持的,後來科學家提出了一個更為大膽的猜想:有可能太陽系邊緣還存在著一顆大行星,它的質量越大於地球,正是由於它的存在,所以才導致海王星的軌道異常。我們之所以覺得海王星的軌道異常,是因為在我們用波得定律計算的時候,並沒有將可能存在的第九顆行星考慮在內。

科學家猜測第九大行星可能存在,並不僅僅是看到了海王星的軌道異常,而且在科學家觀測太陽系邊緣的其它小行星的時候,也同樣發現了異常的軌道運行,這更讓科學家堅定了太陽系邊緣可能存在巨大行星的信心。如果這顆行星存在,那太陽系將重歸九大行星。

正是太陽系邊緣疑似有一個大行星的存在,它的引力影響了海王星的軌道運行,影響了太陽系邊緣不少天體的運行。如果我們將這顆可能存在的行星的引力加入計算公式,會發現海王星的軌道完全符合「波得定律」。為了尋找這顆可能存在的第九大行星,科學家已經開啟了探索尋找計劃。

可是想要發現太陽系邊緣可能存在的第九大行星,可並不是那麼容易的,既然我們無法觀測到它,很大的原因可能就是這顆大行星位於柯伊伯帶,它的周圍布滿各種小行星,將太陽的光阻擋在外,再加上太陽系邊緣本身的光線就非常弱,雙重的保護讓這顆大行星成為了一顆非常暗的暗星。

第九大行星如果存在,它的公轉周期可能也會非常漫長,有可能達到了1-2萬年,這個公轉周期可是遠遠大於海王星160年的公轉周期,它的漫長公轉周期也為科學家尋找它增加了更多的難度。除非我們知道它的大體位置,否則尋找這顆行星可能比大海撈針還要難上無數倍。

海王星是太陽系八大行星中,距地球最遠的行得,它的質量是地球的14倍。海王星的大氣層以氫和氦為主,還有微量的甲烷,大氣層中的甲烷,是使行星呈現藍色的原因之一。海王星有著太陽系最強烈的風暴,測量到的風速高達2100km/h。海王星雲頂的溫度是-218 ℃(55K),因為距離太陽最遠,是太陽系最冷的地區之一。儘管如此,海王星卻有著一個熾熱的內部,海王星核心的溫度約7000℃,和大多數已知的行星相似。

科學家對海王星的了解非常少,迄今只有美國的旅行者2號探測器曾經在1989年8月25日拜訪過海王星。有科學家認為海王星可能存在一個龐大的鑽石海洋,海王星特殊的環境有可能形成地球上非常珍貴的鑽石,如果這是真的,那未來人類有能力登上海王星的時候,或許會帶回很多巨大的鑽石。

海王星的軌道異常之謎,現在仍然是處於猜想研究階段,如果太陽系邊緣存在第九大行星,那一切就可以得到答案。可如果太陽系邊緣最終探測沒有大行星的存在,那海王星異常的軌道可能會更加神秘。真相到底如何,只有等未來科技更進一步,派出探測器前往海王星進行詳細的觀測。

小夥伴們,你們認為海王星異常的軌道可能會是什麼原因?歡迎大家在下方留言討論,發表自己的見解和看法。

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  • 假如八大行星都有人類居住,那麼太陽系是一個怎樣的世界?
    這是一個開腦洞的題目,我們知道太陽系中的八大行星,只有地球適宜人類居住,地球表面平均溫度約為15℃,擁有合適的大氣層,也擁有大量液態水的存在。而其他七顆行星,木星、土星、天王星和海王星都是「氣態行星」,而水星和金星的表面平均溫度都在400℃以上,火星表面的平均溫度約為-55℃,而且火星大氣層十分稀薄,這七大行星目前都不具備人類生存的條件。
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  • 為什麼那麼多人都覺得太陽系最安全?行星軌道穩定是假象!
    為什麼那麼多人都覺得太陽系最安全?行星軌道穩定是假象!太陽系相比其他恆星系穩定的多,很多行星的木星會移動到極為接近太陽的地方變成熱木星,所過之處,同系所有巖石行星自然毀滅殆盡了,行星軌道穩定是假象,因為你只看到了太陽系,太陽系的行星系統無比的穩定更遠都木星土星都是氣體行星,對於人類來說更加恐怖,根本不能登陸!天王星,海王星,由於距離太陽很遠,那裡有極端的寒冷!
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  • 科普:為什麼冥王星不再被視為行星了,反而被降級?
    大家上學的時候都學過地理,可能仍然記得九大行星的口訣,水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,最後是海王星和冥王星,但是如今這句口訣可能不再適用了。大家知道為什麼冥王星不再是行星?1801年穀神星被發現,它是一個介於火星和木星之間的小行星,大小只有地球衛星半徑的一半,就是他被發現後的第二年。天文學家發現了一個名為帕拉斯的行星,幾年後又發現了另外的三個行星,但觀測到的星係數量迅速變多時,天文學家注意到行心的定義應該被重新定義了。他們發現這些天體之間的共同特點,比其他任何事情都要多,因此又被稱為小行星帶中的小星星。
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    海王星是太陽系八大行星中距離太陽最為遙遠的一顆行星,距離太陽大約30個天文單位(1個天文單位距離為1.5億千米),和木星、土星、天王星一樣,海王星也是一顆氣態巨行星,由於海王星距離地球十分遙遠,人類對它的研究還不十分深入,迄今為止只有旅行者2號探測器到訪過海王星。
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