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  • 研究发现:太阳系的最外面,需有20倍地球质量的天体存在

    我们太阳系最外面是一个奇怪的地方,那里到处都是冰冷的天体。科罗拉多博尔德大学科学家进行了两项新的研究,可能有助于解释这些太阳系遥远星球最大的谜团之一:为什么它们中有这么多并没有按照应该的方式绕太阳转?这些被科学家称为“分离物体”的怪异小星体轨道倾斜和弯曲,脱离太阳系平面,还有其他不寻常的行为。

    研究发现:太阳系的最外面,需有20倍地球质量的天体存在

    科罗拉多大学博尔德分校天体物理和行星科学系(APS)助理教授安-玛丽·梅迪根(Ann-Marie Madigan)说:这片太空区域比银河系中的恒星和其他可以很好观察的东西离我们更近,但对我们来说却是如此未知。一些研究人员提出,可能是一些大天体的原因,比如一颗未被发现的行星,被称为“行星9”。但梅迪根和亚历山大·兹德里克更喜欢考虑更小的问题。

    研究发现:太阳系的最外面,需有20倍地球质量的天体存在

    借助详尽的计算机模拟,这些分离的天体,可能已经扰乱了它们自己的轨道,然后数百万年来累积起来的微小引力推动。这些发现为这个神秘的太空区域,可能正在发生的事情提供了一个诱人线索。研究团队是第一个能够复制一切的团队,包括科学家多年来看到的所有奇怪轨道异常,其研究成果发表在在《天文学》期刊上。研究外太阳系的一大问题是太暗了,通常情况下,观察这些天体的唯一方法是:

    模拟外太阳系

    让太阳光从它们的表面反射出,然后回到在地球上的望远镜,显然这点反射太过于微弱。因此很难了解外太阳系的任何情况,所以有一种假设,认为它是空的,但这片空间远不是空的。虽然太阳系中大多数天体倾向于以扁平的圆盘绕太阳运转,但这些冰冷世界的轨道可能会像跷跷板一样倾斜。许多星云也倾向于聚集在夜空的一片区域,有点类似于只指向的指南针。

    研究发现:太阳系的最外面,需有20倍地球质量的天体存在

    研究人员想找出原因,为了做到这一点,求助于超级计算机,比以往任何时候都更详细地重建或模拟外太阳系的动力学。研究模拟了一些可能曾经存在于太阳系外的东西,还加入了像木星这样的巨型行星引力影响。在这个过程中,研究发现了一些不同寻常的东西:模拟的冰状物体开始像正常情况下一样绕太阳运行。但后来,随着时间的推移,它们开始互相推搡。

    20倍地球质量

    结果,它们的轨道变得更加摇晃,直到它们最终与真实物体相似。最引人注目的是,它们都是自己完成的,行星和小行星不需要一颗大行星就能把它们抛到一个圈子里。单独来看,这些小天体之间的所有引力相互作用都很弱,但如果有足够的数量,这就变得很重要了。研究人员在早期的研究中看到了类似模式,但最新结果提供了迄今为止最详尽的证据,这些发现还伴随着一个很大的预示。

    研究发现:太阳系的最外面,需有20倍地球质量的天体存在

    为了让“集体引力”理论发挥作用,太阳系外部一度需要包含大量的物质。需要的天体加起来大约有20个地球质量,这在理论上是可能的,但肯定会与一些人所认为的发生冲突。不管怎样,科学家们应该很快就会发现,一台名为维拉·C·鲁宾天文台的新望远镜计划于2022年在智利上线,并将开始为这片未知的太空带来新曙光。最新人们对外太阳系的迷恋很大程度上与技术进步有关,所以需要最新一代的望远镜来观察这些天体。

    研究发现:太阳系的最外面,需有20倍地球质量的天体存在

    博科园|研究/来自:科罗拉多大学博尔德分校

    参考期刊《天文学》

    DOI: 10.3847/1538-3881/ab962f

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