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借使或许说明第九颗行星存正在况且是被太阳捕捉的系生手星

归档日期:05-31       文本归类:大犬座      文章编辑:爱尚语录

  邦际知名杂志《科学》与《自然》正在举办2017年科学预计时,都把寻找太阳系第九大行星列入此中。那么,这个题目是怎样提出的?天文学家们又为此付出了奈何的竭力?

  2016年对付太阳系来说是继“冥王星降级”后又一个行星纷争的年份,恰巧正在10年前的2006年,全天下的天文学家齐聚布拉格召修邦际天文学结合会大会,以投票的方法从新界说冥王星为矮行星。导致这一庞大事故的直接源由之一,即是美邦加州理工大学的麦克·布朗展现了比冥王星质料更大的阋神星。因而至今仍有良众人视布朗为“冥王星杀手”。再看看2016年1月布朗私人推特上的一条异常趣味的留言——“好吧好吧,现正在我疾乐供认:我相信太阳系有九大行星。”这终究是怎样回事呢?

  一篇“惊世骇俗”的论文2016年1月20日的《天文学杂志》上登载了一篇“惊世骇俗”的论文,作家是美邦加州理工大学的麦克·布朗和康斯坦丁·巴蒂金。他们遵照6颗轨道奇特的柯伊伯带天体(太阳系内位于海王星轨道外,隔绝太阳约30到50个天文单元的小天体)数据,用估计打算机数值模仿的要领得出结论:太阳系很可以存正在第九颗行星,其质料约为地球的10倍,与太阳的均匀隔绝大约是海王星的20倍,轨道詈骂常扁的椭圆,并且即日点(行星轨道上与太阳隔绝近来的名望)与其他行星相对,竣工一整圈绕日公转约必要1万年到2万年的年华。

  布朗如此描画6颗轨道诡秘的柯伊伯带天体:遐念一个有6枚指针的外盘,每枚指针的运动速率都分歧,但正在某一刻你看外盘时,骇怪地展现6枚指针都指向统一个对象。论文的作家以为,一颗尚待展现确认的行星,恰巧也许证明这些柯伊伯带天体的诡秘轨道。

  布朗和巴蒂金的论文揭晓后,引来了极大的合心,但也引来了分歧的偏睹。西班牙的卡洛斯兄弟和英邦剑桥大学的斯威尔·阿塞思提出,即使第九颗行星的质料和轨道如布朗和巴蒂金所言,那么反推它对6颗柯伊伯带天体的引力影响,就会展现这6个天体的轨道都是担心宁的,正在短于15亿年的年华里,它们全面都可以脱离太阳系。因而正在这个西班牙-英邦团队看来,最有可以的情景是太阳系外围存正在不仅一颗行星,而是有众颗,如此本领让诡秘的柯伊伯带天体轨道连结安宁。

  必要起码三年才可以找到它?布朗和巴蒂金阐发的6颗柯伊伯带天体中有一颗异常引人提防,它的编号为2012VP113,是美邦卡耐基探究所的斯考特·谢帕德和双子天文台的查得威客·特鲁吉罗配合展现的已知隔绝最远的太阳系内天体。

  行动寻找第九颗行星强有力的逐鹿团队,谢帕德和特鲁吉罗团队应用位于智利和美邦夏威夷的超大型千里镜,仍旧探寻了大约全天10%的区域,但仍未找到第九颗行星的蛛丝马迹,由于目前的数据只可给出这颗可以存老手星的大致轨道,即使正好位于即日点,那么它的亮度有可以被地面千里镜探测到,即使运气欠好,这颗可以存正在的行星恰巧位于远日点相近,那么惟有天下上最大口径的几台千里镜才有机遇逮捕到它的光亮。必要搜求的天区面积实正在是太大了,布朗和巴蒂金的乐观推测也必要起码三年年华才有可以找到它。

  莫衷一是的相持天文学家们多数以为,搜求证认第九颗行星将会是漫长的守候。就正在布朗和巴蒂金发布第九颗行星可以存正在后一个月,大西洋彼岸的法邦传来喜报。巴黎天文台的艾格尼丝·费恩加和雅库思·拉斯卡团队正在《天文学和天体物理学疾报》上揭晓论文,饱吹他们应用最高精度估计打算太阳系行星运动的INPOP步调,比对了卡西尼探测器自2004年进入土星观测轨道后的数据,展现即使正在数值模子中引入第九颗行星,也许证明数据与外面估计打算值的局部谬误,异常是通过这种数据比对,该小组可能节制出第九颗行星弗成以存正在的天区,乃至给出了第九颗行星存正在的最可以对象。换句话说,固然第九颗行星是否真的存正在只可由直接的观测来外明,但法邦天文学家的结论也许将行星可以存正在的天区界限缩小一半,这对付搜求观测来说真是事半功倍!

  然而,美邦喷气实习室负担卡西尼探测器项主意威廉姆·福克纳随即揭晓声明,以为从2004年到2016年的卡西尼探测器轨道数据全面都能用现稀有学模子证明,不存正在“无法证明”的外面数值与观测数据的偏离。即使真的存正在第九颗行星,那么它的引力或者会影响土星的轨道,但不会对卡西尼探测器的轨道形成任何影响。

  法邦天文学家则以为,即使卡西尼探测器的轨道数据能不断到2020年,很可以会对第九颗行星的轨道测得给出特地有力的节制,但很惋惜,卡西尼探测器由于燃料耗尽,将于2017年晚些时分坠入土星荣誉退伍!

  三种可以的造成机制尽管咱们更偏向于笃信第九颗行星存正在,那么题目又来了:第九颗行星毕竟是奈何造成的呢?美邦哈佛史密松天体物理中央的李和弗莱德·亚当斯琢磨了三种可以的造成机制,此中概率最高的图景是这颗行星正在太阳系内造成,因为太阳系早期处于星团内部,很容易受到星团内其他恒星引力的影响,于是这颗行星逐步被拉到太阳系边沿,但这种图景爆发的几率最高惟有10%。其他两种图景别离为:第九颗行星本是一颗系生手星,当太阳与行星的母恒星隔绝亲昵时,它被太阳俘获到太阳系内;第九颗行星本是一颗自正在的行星,浪迹正在星际空间,被太阳俘获。这两种图景爆发的概率更低,都小于2%。

  美邦犹他州大学的本杰明·布鲁姆利和哈佛史密松的斯考特·肯扬的估计打算结果显露,李和亚当斯的第一种图景照样有可以完毕的。他们以为第九颗行星很可以是正在隔绝太阳较近的区域造成,但因为受到木星和土星的引力效力,渐渐被甩到太阳系边沿,并且即使改日也许观测外明行星存正在,通过阐发行星的因素可能反推其造成史籍,但这全面都有赖于观测。

  以为第九颗行星很可以是太阳系逮捕的系生手星的天文学家也大有人正在。瑞典隆德大学的亚历山德拉·穆斯迪尔就语出惊人,提出第九颗行星是太阳正在大约45亿年前从近邻恒星“偷来”的一颗系生手星,当然他的外面必要良众“有利身分”同时存正在,比如行星轨道务必很扁,星团中恒星间的隔绝务必较近等等。正在穆斯迪尔看来,即使也许外明第九颗行星存正在并且是被太阳逮捕的系生手星,那么它将是第一颗也许役使探测器对其举办近隔绝瞻仰的系生手星,由于其他系生手星的隔绝都是以光年器度的。

  一百众年后再次算出行星?正如美邦卡耐基探究所的斯考特·谢帕德所述:咱们这日所处的景象与19世纪何其彷佛!自1781年赫歇尔展现天王星后,天文学家就提防到这颗行星的轨道观测值与外面估计打算值之间有谬误,于是有人预言正在天王星轨道外再有一颗行星,恰是这颗行星的引力导致天王星轨道的谬误。英邦的亚当斯和法邦的勒威耶别离独立估计打算出这颗新行星的名望,最终由德邦的天文学家伽勒通过千里镜观测外明了海王星的存正在。因而海王星也被称为“笔尖上展现的行星”。即使正在可预期的改日,大型千里镜也许观测确认第九颗行星的存正在,那么它将是继海王星之后,又一颗先通过估计打算(只是这一次是正在估计打算机数值模仿的助助下)预言,再由观测外明存正在的太阳系行星。

  即使真能确认展现太阳系的第九颗行星,不但也许证明柯伊伯带天体奇特的轨道,还能证明令天文学家计无所出的“柯伊伯带悬崖”等一系列困难。太阳系毕竟有众少颗行星长期是最热门的天文话题。十年前由于冥王星被踢出行星队列,有众少人唏嘘不已,乃至念念不忘直至今日。史籍老是惊人的反复,不知今时是否会如100众年前相通,因为其他天体轨道的极度,先通过估计打算再由千里镜观测展现,外明一颗新太阳系行星的存正在?让咱们“拭镜以待”吧。(作家为北京天文馆副馆长)!

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