太陽系發現的第九大行星:零下226度 氫氦氣為主

2020-12-08 快科技

在今年1月份,美國加州的一些科學家提出一項讓很多人感到意外的說法,他們認為在太陽系外側的遙遠區域可能隱藏著所謂的「第九顆大行星」。自從這一消息宣布之後,天文學家們便一直致力於想要真正找出這顆可能存在的「行星X」。

關於這顆潛在行星的來源問題,相關理論有很多,不一而足,有些觀點認為這是太陽從其他路過的恆星那裡「偷竊」來的系外行星。還有些人將這顆行星的歷史與地球上恐龍的滅絕聯繫在一起。甚至還有一些人認為這顆遙遠的天體可能將在未來某天與地球相撞。

近日,倫敦大學學院瑪拉德空間科學實驗室副主任安德魯·柯蒂斯教授在提交給《對話》網站的相關文章裡,詳細探討了我們對於這顆可能存在的行星已經了解哪些方面,以及我們何時才有望真正找到它的蹤跡。

對於這顆潛在行星的搜尋工作自從關於這顆行星可能存在的相關論文一發表開始便不曾停止過。由於此前從未有人見到過這所謂的「第九大行星」,因此相關的研究工作很多都是在計算機上進行的模擬計算。

天文學家們之所以認為在太陽系邊緣的黑暗之中隱藏著一個大行星,主要是因為觀察到了該區域一些已知天體的運行軌道存在些許異常狀況。自從這顆神秘行星存在的可能性被提出以來,天文學家們已經對其結構、軌道、對地球可能構成的潛在威脅以及可能的來源等問題都做了大量的研究和模擬計算工作。

但即便有了以上所有這些數據,我們是否正在接近真正找到這顆行星?下面就讓我們仔細審視我們手邊已有的一些研究結果並看看它們究竟意味著什麼。

這是一顆系外行星?

有關這顆行星的最新研究對其來源問題提出了幾種較為新穎的觀點,其中較為主流的有兩種。一種認為這顆行星形成於太陽系早期,隨後由於某種機制而被「排擠」到了太陽系的邊緣地帶,或許是一次撞擊事件。

不過,另外一種理論認為這顆行星實際上可能是太陽在大約45億年前,從路過的其他恆星那裡「偷竊」來的,因此可以被認為是一顆系外行星。要知道恆星一般都形成在較為密集的星團或者星群之中。因此在太陽形成初期,它也應該是處於這樣一個較為密集的恆星集群之中。由於當時恆星之間比較接近,於是太陽也就有機會從其他恆星周圍「竊取」行星並據為己有,這樣的可能性並非完全不存在。

研究人員同時也指出,未來還需要開展針對海王星軌道外側小天體位置和軌道參數的更多觀測和模擬計算工作,這樣或許將為我們提供更多線索,並最終判定以上兩種起源學說中究竟哪一種才是正確的。

在目前階段,由於還缺乏對於這顆猜想中行星以及受其影響的相關天體的直接觀測數據,以上我們所開展的一系列研究基本上都是非常粗略的。

與此同時,類似這樣的工作也提供了一些非常有趣的觀點,但最終,一切的觀點都需要證據來支持。但不管如何,如果最終能夠證實這顆行星的確存在,甚至真的是一顆被太陽捕獲的行星,那麼這恐怕就是我們真正訪問一顆「系外行星」的最佳機會了。

其成分可能是鐵和冰

其他計算機模擬計算研究認為,這顆行星可能是一顆遙遠的冰凍巨行星,類似天王星和海王星。他們計算了假設這樣一顆天體形成於太陽系內部,後來遷移到距離太陽非常遙遠的位置上,在此期間其大小、溫度、亮度和顏色等方面可能發生的演變過程。

這樣的研究結果顯示這顆所謂的「第九大行星」可能類似一顆「迷你天王星」,擁有一個鐵質內核,矽酸鹽地幔,外層是水冰層,在外側則是氫氦為主成分的濃密大氣。其地表溫度大約為零下226攝氏度,主要熱量來源將是內部熱源而非來自太陽的光照,這就意味著要想通過光學望遠鏡對其進行觀察將會十分困難。

事實上,這顆行星反射的太陽光將非常少,也就意味著對其觀測效果最好的可能是在紅外波段,而非可見光波段。這樣的研究對於科學家們對這顆行星開展模擬計算和搜尋工作十分有幫助,因為至少這將告訴科學家們,他們在搜尋的天體究竟長什麼樣子。

探測難度可能超出想像

提出這顆行星可能存在的科學家以及其他天文同行們,正在全球調動大量大型觀測設備對這顆潛在目標進行搜索。另外還包括利用廣域紅外巡天望遠鏡(WISE)、卡特裡娜巡天項目以及「泛星巡天項目」,並對其數據進行梳理和分析。到目前為止,這些搜尋工作還尚未取得進展。

目前和未來規劃中的觀測中計劃投入搜尋工作的望遠鏡包括夏威夷莫納克亞山頂的日本昴星團望遠鏡、位於南美洲安第斯山區的ALMA陣列,暗能量巡天計劃乃至計劃在2018年發射升空的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡等等。但或許,我們還有更好的辦法去開展搜尋工作。

比如說,有觀點認為正在土星軌道運行的卡西尼探測器的飛行路徑可能受到了這顆未知行星的引力攝動影響。或許我們可以據此將這顆行星的未知確定在一定的範圍內。不過關於這顆行星的引力影響卡西尼飛船軌道的說法也遭到很多專家的質疑和反對。

那麼,為何我們到現在都還沒有能夠在搜尋方面取得任何進展呢?對於這顆行星內部物質成分的模擬計算也顯示,利用類似WISE這樣的項目要想找到這樣一顆天體也是比較困難的。並且,目前的一些估算認為這顆行星的質量可能只有地球的3.7倍。相比此前認為大約10倍地球質量的估算,這一估算值已經大大縮水。基於這些事實,很多專家認為要想依靠現有設備找到這樣一顆行星將是巨大的挑戰,但未來升級之後更加先進的設備則更有希望。

對地球的威脅?不太可能

目前科學家們對於這顆潛在行星的軌道距離估算一般集中在1200~2000天文單位的範圍內,這是一個極其遙遠的距離概念(相比之下,冥王星距離太陽大約50個天文單位)。從這樣一個角度上看,這顆神秘行星對地球可能構成的威脅是難以想像的。

但陰謀論者們總是有辦法,他們立刻指出,或許這顆行星只不過是很多類似天體中最先被發現的一顆,其中總會有一顆有朝一日可能會對我們產生威脅的。但到目前為止我們已經發現了很多距離遙遠的柯伊伯帶天體,尚未確認其中的任何一顆會對我們構成任何威脅。相反,我們必須時刻警惕距離地球很近的那些所謂「近地小天體」可能對我們產生的影響。

第九大行星,如果它真的存在,那也一定是極難被探測到的。我們通過對柯伊伯帶現在已知的六顆天體的軌道特徵進行分析,似乎的確提示我們那裡存在著一個未知的星球,但即便這一點目前看來也尚未在天文學界得到一致的認可,當然這也不妨礙科學家們著手開展詳細的研究和搜尋工作。

感謝計算機模擬工作所取得的進展,我們已經在逐漸縮小這顆行星可能的搜尋區域。隨著時間推移,觀測技術會發展地越來越先進。因此有很多專家都抱有這樣的觀點:如果所謂的第九大行星果真存在,那麼人類一定會在未來幾年內找到它。

相關焦點

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    《天文學雜誌》研究員巴蒂金和布朗表示,他們通過數學模型和電腦模擬發現了一顆新的太陽系行星。這顆可能存在的行星質量約是地球的10倍,冥王星的5000倍,距離太陽超過900億公裡,比第八行星海王星遠了20倍,該行星繞太陽運行一周需時1萬至2萬年。如果該天體真的存在,將成為太陽系第九大行星。如果這一天體被證實,就重現了第八大行星海王星的發現過程。當年海王星也是先進行計算,從理論上發現,後得到觀測證實,所以被稱為「筆尖上的發現」。
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    (2006年8月24日下午,在第26屆國際天文聯會通過第5號決議,由天文學家以投票正式將冥王星劃為矮行星 ,自行星之列中除名。)[1]  八大行星自轉方向多數也和公轉方向一致。只有金星和天王星兩個例外。金星自轉方向與公轉方向相反。而天王星是在軌道上橫滾的。而曾經被認為是「九大行星」之一的冥王星於2006年8月24日被定義為「矮行星」。
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    (原標題:太陽系重現第九大行星(圖))   20日,在加利福尼亞州帕薩迪納
  • 冥王星為什麼被踢出太陽系九大行星行列?會員到期了?
    導讀:早在筆者高中時代,冥王星還是太陽系九大行星之一,甚至還有著九星連珠的壯觀景象,然而不知道什麼時候,冥王星卻悄悄從九大行星中除名了!而太陽系目前也變成了八大行星。與我們所熟知的其它行星不同,冥王星距離太陽比較遠,所以發現的時間也比較晚。1930年,克萊德·湯博發現冥王星,並將其與已知的八大行星並列為太陽系第九大行星。這在當時引起了巨大的轟動,然而誰也沒有想到,若干年後,冥王星卻被定義為矮行星。
  • 第九大行星出世?NASA:巨大行星暗藏太陽系
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  • 太陽系第九大行星真的存在嗎
    雖然2006年國際天文聯合會將冥王星「開除」出行星行列,太陽系九大行星就此變成了八大行星,但很多科學家依然相信存在另一個沒有被發現的「第九大行星」。一項新研究稱,神秘的太陽系「第九大行星」應該位於太陽系外緣某個地方,但它可能根本不是行星。
  • 太陽系第九大行星真的存在嗎?
    自從冥王星被踢出太陽系九大行星之列後,人類就從沒停止過尋找替代者的腳步,但可惜的是,至今沒有找到繼冥王星之後的第九大行星。曾經我們認為冥王星就是太陽系的盡頭,我們以為那裡將是一片虛無,但事實是我們錯了,那裡無比熱鬧,遍布著直徑幾公裡到幾千公裡的冰封行星,那裡就是柯伊伯帶。
  • 冥王星被除名,誰將繼任第九大行星?這個太陽系最大行星或有資格
    當冥王星被發現之後,就正式命名其為太陽系的「第9顆行星」,但是隨著太空科學的進步,科學家們發現它應該是屬於柯伊伯帶冰質天體中的一員,是一顆矮行星才對,周圍還有很多與它相似的行星,於是就正式從教科書上划去了它的名字。現如今,那個多餘出來的曾經的「第九大行星」雖然已經徹底被降級,但是科學家發現可能有另一個極具潛力的行星,而且這個行星是太陽系最大的行星,比木星還大幾倍。
  • 太陽系行星軌道傾角謎團將解:或與「第九大行星」有關
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  • 不是冥王星,太陽系第九大行星找到了?
    冥王星被除名恢復行星無望,太陽系第九大行星找到了!
  • 九大行星是太陽系的內行星
    九大行星是太陽系的內行星,按照離太陽的距離從近到遠,它們依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星(在2006年被科學家降為矮行星)。(2006年8月24日下午,在第26屆國際天文聯會通過第5號決議,由天文學家以投票正式將冥王星劃為矮行星 ,自行星之列中除名。)
  • 太陽系邊緣發現新天體:真有「第九大行星」嗎
    (原標題:太陽系邊緣發現新天體:真有「第九大行星」)
  • 太陽系第九大行星竟然是黑洞?
    據美國「科學日報」網站7月12日消息稱,美國哈佛大學和黑洞倡議組織(BHI)的科學家們開發出一種新方法,用於搜索太陽系外圍區域的黑洞蹤跡,並以此一次性確定理論假設中的第九大行星的真實性質。這篇日前被《天體物理學雜誌快報》接收的研究論文強調了「未來時空遺產調查」(LSST)任務對吸積耀斑的觀測能力:耀斑的存在有可能為「太陽系第九大行星是否是黑洞」提供答案。
  • 太陽系曾發現了十一行星,那為什么九大行星還要減少成八大行星?
    布朗一直未決定讓公眾知道第十大行星的發現,直到他準確地計算出它的大小和軌道。但在2005年7月28日,另一組西班牙天文學家宣布在柯伊伯帶發現了高亮度星體,布朗的研究小組發現保存研究材料的地點被黑客入侵。迫於壓力,布朗很不情願地於在7月29日發布新聞。在這一點上,全世界都暫時承認了新星命名為「33-UB313」(齊娜)。
  • 它能幫我們找到太陽系新任「第九大行星」嗎?
    而新發現的天體 2015 BP519 軌道十分特殊,其軌道面高度傾斜,與太陽系軌道面夾角為 54 度。為了研究這顆行星特殊軌道面的形成原因,密西根大學(University of Michigan)的博士朱麗葉·貝克爾(Juliette Becker)等人對太陽係數百萬年來的結構進行了模擬。
  • 冥王星為什麼被踢出太陽系九大行星之列?
    2006年,國際天文聯合會將太陽系「九大行星」之一的冥王星重新分類到矮行星隊伍中,也就是說冥王星被降級,踢出了太陽系「九大行星」之列。一時之間,爭論四起,很多人認為這對於冥王星而言並不公平,也有人認為這是冥王星本身特性的必然。
  • 太陽系真正的第九大行星 或許要出現
    ,他們把這個神秘的未知行星稱為「第九大行星」。不過縱觀太陽系邊緣行星的探索史,這次的「第九大行星」也有天文學家是誤入歧途的結果,最終湮沒在歷史的塵埃中。「如果我自己突然看到這篇論文,我的第一反應一定是『他們瘋了』,」研究組成員,加州理工學院的天文學家邁克·布朗(Mike Brown)說,「但如果你仔細看一看各種跡象和數據統計,你就會發現很難得出其他的結論。」