近來(lái)太空研究領(lǐng)域最有趣的展望之一,便是在外太陽(yáng)系中可能真的存在第九行星,且有愈來(lái)愈多的證據(jù)支持這一觀點(diǎn)。雖然這顆行星還沒有被定位或觀察到,但通過(guò)特殊的方法能觀測(cè)到其引力對(duì)外太陽(yáng)系的影響。
就重力而言,內(nèi)太陽(yáng)系是一個(gè)相對(duì)安靜有序的環(huán)境。盡管它并非總是如此,但隨著時(shí)間的流逝,內(nèi)太陽(yáng)系逐漸穩(wěn)定,形成了現(xiàn)在的樣子。與它相反的是外太陽(yáng)系,仍處在一片混亂中。外太陽(yáng)系中有大量的物質(zhì)通過(guò)重力吸引不斷影響其他物質(zhì),導(dǎo)致這些物質(zhì)形成一些非常奇特的高度橢圓的軌道。這種相互作用即彗星會(huì)定期進(jìn)入內(nèi)太陽(yáng)系的原因。
圖源:sina
外太陽(yáng)系中較大天體的軌道也存在不規(guī)則性,特別是被稱為海外天體的小行星。【外海王星天體(Trans-Neptunian object):常簡(jiǎn)稱海外天體,是指太陽(yáng)系中所在位置或運(yùn)行軌道超出海王星軌道范圍的天體。海王星外的太陽(yáng)系由內(nèi)而外可再區(qū)分柯伊伯帶(Kuiper belt)及奧爾特云(Oort cloud)區(qū)帶。】
圖源:wikipedia
其中最著名的一顆名為賽德娜(Sedna),處在一個(gè)難以解釋的神秘的偏心軌道中。其他天體,例如最近發(fā)現(xiàn)的小行星2012 VP 113,它的軌道與賽德娜的軌道具有某些相同的特征。這表明似乎有大天體擾亂了他們的軌道,而最好的解釋就是在離柯伊伯帶足夠近的地方存在一顆大行星,它可以通過(guò)重力吸引影響柯伊伯帶中的天體,但它距離內(nèi)太陽(yáng)系足夠遙遠(yuǎn),不會(huì)影響近日行星。
更多其軌道可以反映第九行星存在的天體不斷被發(fā)現(xiàn)。如果再發(fā)現(xiàn)2-3顆行星,從統(tǒng)計(jì)角度看,便能證實(shí)第九行星存在的可能性。如果再發(fā)現(xiàn)10-20顆行星,便能通過(guò)他們的軌道確定第九行星的位置。但也有可能我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)它。
圖解:藝術(shù)家想象的小行星90377賽德娜。圖源:wikipedia
通過(guò)觀察海外天體的軌道,并考慮諸如內(nèi)太陽(yáng)系不存在影響等因素,科學(xué)家們確定,如果第九行星確實(shí)存在,它的體積約是地球的2-4倍,性質(zhì)是類似于海王星或天王星的冰巨星。但由于多因素的影響,它的體積可能與冰巨星存在差異。甚至有人提出,它可能是太陽(yáng)系星云時(shí)代從內(nèi)太陽(yáng)系中彈出的巨行星的原始核。實(shí)際上,太陽(yáng)系動(dòng)力演化理論——尼斯模型就假設(shè)早期太陽(yáng)系有五顆巨行星,而其中一顆在不穩(wěn)定期間被彈出了。盡管尚不清楚第九行星是否滿足其要求。
【尼斯模型(Nice model):一個(gè)太陽(yáng)系動(dòng)力演化理論。該模型的提出是為了解釋太陽(yáng)系中的類木行星在原行星盤內(nèi)氣體消散很久之后從原本排列緊湊的位置遷移到今日位置的機(jī)制。這個(gè)模型的太陽(yáng)系動(dòng)力學(xué)模擬被用來(lái)解釋太陽(yáng)系內(nèi)許多事件,其中包含了內(nèi)太陽(yáng)系的后期重轟炸期、奧爾特云的形成、太陽(yáng)系小天體的分布,例如柯伊伯帶,木星與海王星的特洛伊天體,以及大量被海王星重力影響的共振海王星外天體。這個(gè)模型因?yàn)樵S多對(duì)太陽(yáng)系天體觀測(cè)的結(jié)果符合其預(yù)測(cè)而獲得成功,并且是近年最被廣泛接受的太陽(yáng)系早期演化模型,雖然它并沒有被行星科學(xué)家普遍接受。】
圖解:尼斯模型的模擬顯示了外行星和微行星帶的演化狀況:a) 木星和土星軌道周期在12共振之前狀況。b) 海王星(深藍(lán)色)和天王星(淺藍(lán)色)軌道移動(dòng)后微行星散射入內(nèi)太陽(yáng)系。c)行星將微行星大量彈射后狀況。圖源:wikipedia
由于九號(hào)行星需要具有一個(gè)高度橢圓的軌道來(lái)解釋其與小行星之間的相互作用,因此它有可能是在外太陽(yáng)系中形成的。有人推測(cè),如果第九行星存在,它可能為太陽(yáng)在形成早期從另一顆恒星那捕獲的。當(dāng)時(shí)它是由在星際介質(zhì)中穿行的被捕獲的流浪行星構(gòu)成的星團(tuán)的一部分。雖然第九行星起源于太陽(yáng)系內(nèi)更有可能,但這無(wú)疑是個(gè)有趣的想法,即不是我們恒星系統(tǒng)原生的行星也可能潛伏在太陽(yáng)系邊緣。
圖解:流浪行星。圖源:wikiwand
鑒于幾年前可憐的冥王星的降級(jí),這樣的天體是否會(huì)被歸類為行星?答案很可能是會(huì)的,因?yàn)樗軌驖M足行星所需的標(biāo)準(zhǔn)。即使是預(yù)測(cè)的最小體積,也滿足行星大小要求的臨界點(diǎn)。
如果能發(fā)現(xiàn)它,它很可能會(huì)以一位希臘或羅馬神祗的名字命名,與太陽(yáng)系其余天體命名的方式一致。這使我們聯(lián)想到1984年的涅墨西斯理論。1984年,幾位獨(dú)立科學(xué)家提出或有第二顆恒星可以作為雙星系統(tǒng)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。這顆名為涅墨西斯的理論恒星可能是一個(gè)紅色或褐色的小矮星,并且由于其昏暗而遙遠(yuǎn),只有通過(guò)望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到。由于從未發(fā)現(xiàn)過(guò)這樣的恒星,且考慮到這幾年間的多項(xiàng)研究及太空望遠(yuǎn)鏡的存在,涅墨西斯應(yīng)該并不存在。
因此,涅墨西斯理論似乎已經(jīng)不成立了,但它提出了一個(gè)有趣的觀點(diǎn)。最初對(duì)涅墨西斯恒星的存在進(jìn)行理論分析是為了解釋地球上大規(guī)模滅絕事件的明顯規(guī)律性,其思想是涅墨西斯周期性地?cái)_動(dòng)奧爾特星云并向我們發(fā)送致命的彗星。這種模式大約每2700萬(wàn)年出現(xiàn)一次。2010年的研究表明,這種現(xiàn)象并非偶然,而且這種模式確實(shí)存在。如果屬實(shí),那涅墨西斯理論純粹是推測(cè),且根據(jù)事實(shí)證明,造成地球上某些生物大滅絕現(xiàn)象的可能是第九行星。另一方面,它的軌道周期可能在10,000-20,000年之間,因此不太可能。但是只有我們了解更多信息才能確定。
圖解:藝術(shù)家想像的涅墨西斯星及太陽(yáng)。圖源:wikipedia
因此,第九行星可能真實(shí)存在啦。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. 埃爾
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