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被太阳发配边疆的第九行星从哪来? 研究:绝对不是抢来的

2024-11-24 208

自从冥王星被踢出太阳系 9 大行星宝座后,学界对于另一颗假设存在的“第九行星”(Planet Nine)一直议论纷纷,虽然到目前为止还没有科学家直接观测到这颗星,但这不妨碍理论学家试图弄清它如何出现在太阳系。由英国谢菲尔德大学天文物理团队领导的研究最近用模型模拟证明,假设的第九行星“绝对不可能”来自其他行星系统,而是和太阳系一起形成,然后被太阳重力推到边缘。

在读这篇文章之前,你必须和多数科学家一样,相信还没发现的第九行星是真实的,因为也有一些科学家不以为然地说,“别把未证实的行星算进太阳系行星家族。”

第九行星(NASA 称之为“Planet X”)是颗假想可能存在于太阳系外围边界的海王星外行星,大部分科学家都相信这颗行星真实存在,这样才可以合理解释太阳系边缘的古柏带与欧特云内,数颗海王星外天体不寻常的轨道。

2014 年,美国天文学家查德‧处基罗、史考特‧雪柏在《自然》期刊发表十年以来的研究成果,论文中,两位科学家写道:“或许外太阳系有一个巨大的障碍物在捣乱。”他们假设这个障碍物是一颗离太阳远达 250 AU(天文单位)的超级地球,它的重力会影响附近许多小天体的运行。

2016 年 1 月,加州理工学院的两名天文学家麦克‧布朗(Mike Brown)、康斯坦丁‧贝提金(Konstantin Batygin)为这项说法提供进一步的支持,并提出“第九行星”具体的轨道参数,估算出这颗行星质量约为地球 10 倍(冥王星质量的 5,000 倍),直径是地球的 2~4 倍,公转周期约 1 万 5,000 年,在一个狭长巨大的椭圆轨道上绕行太阳,天文学家相信它将在未来几年首度发现。

关于第九行星的由来,过去主要有两派说法,一派表示,它是年轻气盛的太阳系从其他行星系统绑架过来再发配边疆的俘虏,另一派则认为它原本就和太阳系同生,只是被太阳重力推到边缘来个眼不见为净。现在,由英国谢菲尔德大学天文学家理查‧帕克(Richard Parker)领导的研究表明,第九行星是太阳系从其他行星系统强取豪夺过来的可能性“几乎为零”。论文发表在英国《皇家天文学会月刊》。

团队对太阳系早期形成过程(即恒星苗圃阶段)的各种情景进行模拟,结果表明,即使这个时期太阳系与其他星系的交互作用很常见,第九行星被捕获的概率仍微不足道。团队甚至将太阳系捕获星际行星(注)的条件优化过,但年轻的太阳系终究只能从 10,000 个行星中,捕获到 5~10 个位于现今第九行星轨道的流浪行星;且若再加入其他模拟条件,则捕获星际行星的概率下降到零。理查‧帕克说:“即使太阳形成于非常活跃的环境,仍然不太可能捕捉到第九行星。”

▲ 第九行星(红色虚线)的巨大椭圆轨道。(source:By nagualdesign (Own work, based on a video released by Caltech) [CC0 or CC0], via Wikimedia Commons)

研究结果意味着,第九行星形成于太阳系内,但是被太阳重力强迫移到更大更远的外部轨道。随着排除了行星由来的错误脚本,研究人员也陆续提出太阳系演变的新问题。从什么时候,我们知道所有行星都是从哪里来的?它们一开始就形成在当前轨道,还是迁移至此?当研究人员越来越接近第九行星形成的真相时,或许就可以得到答案。

注:星际行星(Interstellar planet),又称为流浪行星(Rogue planet)、游牧行星(nomad planet)、自由浮动行星(free-floating planet)或孤儿行星(Orphan planet),是不围绕任何恒星公转,或只围绕星系公转的行星。
  • University of Sheffield astronomers explore origin of Planet 9
  • NEW STUDY INDICATES THAT PLANET 9 LIKELY FORMED IN THE SOLAR SYSTEM
  • ASTRONOMERS FIND THEORETICAL EVIDENCE FOR DISTANT GAS GIANT PLANET IN OUR SOLAR SYSTEM

(首图来源:NASA)

延伸阅读:

  • 第九行星真的存在吗?
2019-03-17 20:31:00

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