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  • 太阳系的第九行星真的存在吗?

    近来太空研究领域最有趣的展望之一,便是在外太阳系中可能真的存在第九行星,且有愈来愈多的证据支持这一观点。虽然这颗行星还没有被定位或观察到,但通过特殊的方法能观测到其引力对外太阳系的影响。

    太阳系的第九行星真的存在吗?

    就重力而言,内太阳系是一个相对安静有序的环境。尽管它并非总是如此,但随着时间的流逝,内太阳系逐渐稳定,形成了现在的样子。与它相反的是外太阳系,仍处在一片混乱中。外太阳系中有大量的物质通过重力吸引不断影响其他物质,导致这些物质形成一些非常奇特的高度椭圆的轨道。这种相互作用即彗星会定期进入内太阳系的原因。

    太阳系的第九行星真的存在吗?

    图源:sina

    外太阳系中较大天体的轨道也存在不规则性,特别是被称为海外天体的小行星。【外海王星天体(Trans-Neptunian object):常简称海外天体,是指太阳系中所在位置或运行轨道超出海王星轨道范围的天体。海王星外的太阳系由内而外可再区分柯伊伯带(Kuiper belt)及奥尔特云(Oort cloud)区带。】

    太阳系的第九行星真的存在吗?

    图源:wikipedia

    其中最著名的一颗名为赛德娜(Sedna),处在一个难以解释的神秘的偏心轨道中。其他天体,例如最近发现的小行星2012 VP 113,它的轨道与赛德娜的轨道具有某些相同的特征。这表明似乎有大天体扰乱了他们的轨道,而最好的解释就是在离柯伊伯带足够近的地方存在一颗大行星,它可以通过重力吸引影响柯伊伯带中的天体,但它距离内太阳系足够遥远,不会影响近日行星。

    更多其轨道可以反映第九行星存在的天体不断被发现。如果再发现2-3颗行星,从统计角度看,便能证实第九行星存在的可能性。如果再发现10-20颗行星,便能通过他们的轨道确定第九行星的位置。但也有可能我们已经发现过它。

    太阳系的第九行星真的存在吗?

    图解:艺术家想象的小行星90377赛德娜。图源:wikipedia

    通过观察海外天体的轨道,并考虑诸如内太阳系不存在影响等因素,科学家们确定,如果第九行星确实存在,它的体积约是地球的2-4倍,性质是类似于海王星或天王星的冰巨星。但由于多因素的影响,它的体积可能与冰巨星存在差异。甚至有人提出,它可能是太阳系星云时代从内太阳系中弹出的巨行星的原始核。实际上,太阳系动力演化理论——尼斯模型就假设早期太阳系有五颗巨行星,而其中一颗在不稳定期间被弹出了。尽管尚不清楚第九行星是否满足其要求。

    太阳系的第九行星真的存在吗?

    【尼斯模型(Nice model):一个太阳系动力演化理论。该模型的提出是为了解释太阳系中的类木行星在原行星盘内气体消散很久之后从原本排列紧凑的位置迁移到今日位置的机制。这个模型的太阳系动力学模拟被用来解释太阳系内许多事件,其中包含了内太阳系的后期重轰炸期、奥尔特云的形成、太阳系小天体的分布,例如柯伊伯带,木星与海王星的特洛伊天体,以及大量被海王星重力影响的共振海王星外天体。这个模型因为许多对太阳系天体观测的结果符合其预测而获得成功,并且是近年最被广泛接受的太阳系早期演化模型,虽然它并没有被行星科学家普遍接受。】

    太阳系的第九行星真的存在吗?

    图解:尼斯模型的模拟显示了外行星和微行星带的演化状况:a) 木星和土星轨道周期在12共振之前状况。b) 海王星(深蓝色)和天王星(浅蓝色)轨道移动后微行星散射入内太阳系。c)行星将微行星大量弹射后状况。图源:wikipedia

    由于九号行星需要具有一个高度椭圆的轨道来解释其与小行星之间的相互作用,因此它有可能是在外太阳系中形成的。有人推测,如果第九行星存在,它可能为太阳在形成早期从另一颗恒星那捕获的。当时它是由在星际介质中穿行的被捕获的流浪行星构成的星团的一部分。虽然第九行星起源于太阳系内更有可能,但这无疑是个有趣的想法,即不是我们恒星系统原生的行星也可能潜伏在太阳系边缘。

    太阳系的第九行星真的存在吗?

    图解:流浪行星。图源:wikiwand

    鉴于几年前可怜的冥王星的降级,这样的天体是否会被归类为行星?答案很可能是会的,因为它能够满足行星所需的标准。即使是预测的最小体积,也满足行星大小要求的临界点。

    如果能发现它,它很可能会以一位希腊或罗马神祗的名字命名,与太阳系其余天体命名的方式一致。这使我们联想到1984年的涅墨西斯理论。1984年,几位独立科学家提出或有第二颗恒星可以作为双星系统绕太阳公转。这颗名为涅墨西斯的理论恒星可能是一个红色或褐色的小矮星,并且由于其昏暗而遥远,只有通过望远镜才能观测到。由于从未发现过这样的恒星,且考虑到这几年间的多项研究及太空望远镜的存在,涅墨西斯应该并不存在。

    太阳系的第九行星真的存在吗?

    因此,涅墨西斯理论似乎已经不成立了,但它提出了一个有趣的观点。最初对涅墨西斯恒星的存在进行理论分析是为了解释地球上大规模灭绝事件的明显规律性,其思想是涅墨西斯周期性地扰动奥尔特星云并向我们发送致命的彗星。这种模式大约每2700万年出现一次。2010年的研究表明,这种现象并非偶然,而且这种模式确实存在。如果属实,那涅墨西斯理论纯粹是推测,且根据事实证明,造成地球上某些生物大灭绝现象的可能是第九行星。另一方面,它的轨道周期可能在10,000-20,000年之间,因此不太可能。但是只有我们了解更多信息才能确定。

    太阳系的第九行星真的存在吗?

    图解:艺术家想像的涅墨西斯星及太阳。图源:wikipedia

    因此,第九行星可能真实存在啦。

    参考资料

    1.维基百科全书

    2.天文学名词

    3. 埃尔

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