太陽系內還有可能存在地球這樣大的行星嗎?

2020-11-23 騰訊網

人類很早就用肉眼觀察到水星、金星、火星、木星、土星,後來認識到它們和地球一樣是圍繞太陽轉動的行星。之後又陸續認識到天王星、海王星也是圍繞著太陽轉動的行星。1930年天文學家湯博發現了冥王星,並將其認定為太陽系的第九大行星。但是冥王星的質量和體積和其他幾個行星相比明顯小很多。本世紀初,科學家在冥王星軌道以外發現了一些個頭和冥王星差不多的星球,冥王星的行星地位受到了挑戰。2006年冥王星被正式降級為矮行星。

冥王星儘管被降級,尋找太陽系內新的行星、矮行星的任務並沒有結束。曾經有傳言稱在地球繞太陽軌道背著太陽的位置還有一顆行星,由於它始終躲在太陽後面故在地球上看不到它。這種低級謠言是不符合科學規律的,如果真的有這樣一顆星球,那顆星球和地球的軌道都不會是穩定的。而且人類發射到太空中的探測器也未曾發現有這顆星球存在。

尋找太陽系內新的行星及矮行星,目光主要集中在海王星軌道之外的柯伊伯帶。冥王星以及把冥王星從大行星的位子上拉下來的塞德娜、鬩神星等矮行星就是處在柯伊伯帶。在太陽系形成之初,一些較重的物質在引力作用下聚集在一起形成了類地行星;一些較輕的氫和氦被太陽風吹到較遠的位置,在引力作用下聚集在一起形成木星、土星這樣的氣態行星。還有一些原行星盤碎片被吹到更遠的位置,在這裡可以形成比較小的星球。這個位置就是柯伊伯帶。

從理論上講,柯伊伯帶中出現像地球這樣大天體的概率很低,即使存在體積和地球差不多的行星,其密度也密度也要比地球的小。也有理論分析了柯伊伯帶一些天體的運動軌跡,猜測還有一顆質量比地球甚至比木星還要大的行星沒有被發現。理論歸理論,在沒有發現之前,誰也不能說太陽系內還有一顆大行星。

柯伊伯帶之外綿延1光年的奧爾特雲內存在一些彗星,也有可能存在一些個頭比較大的石塊、雪球等。若是說存在矮行星及行星,可能性不是沒有,但可能性要比在柯伊伯帶中還要小。因為這裡的星際物質密度相對更小,需要更多的物質、更長的時間才能聚集出一顆矮行星。

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    對於大部分朋友來說,我們印象中的行星應該是環繞太陽這些巨大的恆星公轉,就像我們地球365天就環繞太陽一圈,年復一年,從來沒有停止過。但是當《流浪地球》這一部電影上映以後,讓我們看到了地球「逃離」太陽系時可能出現的場景,看起來很不可思議,所以也有一些朋友認為,這終究只是電影,帶著地球去「流浪」是不可能實現的。但是科學家的發現,刷新了我們的認知。
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    另一方面,水星的密度比月球大得多,(水星 5.43 克/立方釐米 月球 3.34克/立方釐米)。水星是太陽系中僅次於地球,密度第二大的天體。事實上地球的密度高部分源於萬有引力的壓縮;若非如此,水星的密度將大於地球,這表明水星的鐵質核心比地球的相對要大些,很有可能構成了行星的大部分。因此,相對而言,水星僅有一圈薄薄的矽酸鹽地幔和地殼。