研究發現：太陽系的最外面，需有20倍地球質量的天體存在
2020-07-08 博科園我們太陽系最外面是一個奇怪的地方，那裡到處都是冰冷的天體。科羅拉多博爾德大學科學家進行了兩項新的研究，可能有助於解釋這些太陽系遙遠星球最大的謎團之一：為什麼它們中有這麼多並沒有按照應該的方式繞太陽轉？這些被科學家稱為「分離物體」的怪異小星體軌道傾斜和彎曲，脫離太陽系平面，還有其他不尋常的行為。
科羅拉多大學博爾德分校天體物理和行星科學系(APS)助理教授安-瑪麗·梅迪根(Ann-Marie Madigan)說：這片太空區域比銀河系中的恆星和其他可以很好觀察的東西離我們更近，但對我們來說卻是如此未知。一些研究人員提出，可能是一些大天體的原因，比如一顆未被發現的行星，被稱為「行星9」。但梅迪根和亞歷山大·茲德裡克更喜歡考慮更小的問題。
藉助詳盡的計算機模擬，這些分離的天體，可能已經擾亂了它們自己的軌道，然後數百萬年來累積起來的微小引力推動。這些發現為這個神秘的太空區域，可能正在發生的事情提供了一個誘人線索。研究團隊是第一個能夠複製一切的團隊，包括科學家多年來看到的所有奇怪軌道異常，其研究成果發表在在《天文學》期刊上。研究外太陽系的一大問題是太暗了，通常情況下，觀察這些天體的唯一方法是：
模擬外太陽系
讓太陽光從它們的表面反射出，然後回到在地球上的望遠鏡，顯然這點反射太過於微弱。因此很難了解外太陽系的任何情況，所以有一種假設，認為它是空的，但這片空間遠不是空的。雖然太陽系中大多數天體傾向於以扁平的圓盤繞太陽運轉，但這些冰冷世界的軌道可能會像蹺蹺板一樣傾斜。許多星雲也傾向於聚集在夜空的一片區域，有點類似於只指向的指南針。
研究人員想找出原因，為了做到這一點，求助於超級計算機，比以往任何時候都更詳細地重建或模擬外太陽系的動力學。研究模擬了一些可能曾經存在於太陽系外的東西，還加入了像木星這樣的巨型行星引力影響。在這個過程中，研究發現了一些不同尋常的東西：模擬的冰狀物體開始像正常情況下一樣繞太陽運行。但後來，隨著時間的推移，它們開始互相推搡。
20倍地球質量
結果，它們的軌道變得更加搖晃，直到它們最終與真實物體相似。最引人注目的是，它們都是自己完成的，行星和小行星不需要一顆大行星就能把它們拋到一個圈子裡。單獨來看，這些小天體之間的所有引力相互作用都很弱，但如果有足夠的數量，這就變得很重要了。研究人員在早期的研究中看到了類似模式，但最新結果提供了迄今為止最詳盡的證據，這些發現還伴隨著一個很大的預示。
為了讓「集體引力」理論發揮作用，太陽系外部一度需要包含大量的物質。需要的天體加起來大約有20個地球質量，這在理論上是可能的，但肯定會與一些人所認為的發生衝突。不管怎樣，科學家們應該很快就會發現，一臺名為維拉·C·魯賓天文臺的新望遠鏡計劃於2022年在智利上線，並將開始為這片未知的太空帶來新曙光。最新人們對外太陽系的迷戀很大程度上與技術進步有關，所以需要最新一代的望遠鏡來觀察這些天體。
博科園｜研究/來自：科羅拉多大學博爾德分校
參考期刊《天文學》
DOI: 10.3847/1538-3881/ab962f
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