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太阳系边缘发现新天体“小精怪”!可能带领人类找到“第九颗行星”

 姓羅的 2018-10-07

国际天文学联合会小行星中心2日宣布,科学家在遥远的太阳系边缘新发现一颗矮行星“2015 TG387”,它的绕行轨道长得不可思议,与太阳的距离远超过冥王星,可能会重新定义太阳系的边界。科学家预测它应是一颗直径约300公里的冰封小星球,由于它不完全受太阳系引力控制,能够运行到距日2300个天文单位之远,引起科学家揣测,可能有一颗未知的大型天体牵引它,人类追踪它的引力来源,也许就能发现太阳系的第九颗行星。

万圣节出没的“小精怪”

“2015 TG387”的发现者是美国卡内基科学研究所天文学家谢帕德(Scott S. Sheppard),他近几年来一直在寻找太阳系边缘处是否有小行星的存在。2015年10月13日,他透过夏威夷莫纳基亚(Mauna Kea)观测站的巨型望远镜发现“2015 TG387”,由于当时接近万圣节,谢帕德便替新发现的天体取了一个可爱、淘气的别称──“小精怪”(the Goblin)。


谢帕德亲自介绍“2015 TG387”。

太幸运了!在1%的可观测期间发现它的踪影

矮行星虽然偶有可与行星相提并论的质量,不过在分类上既不是行星,也不是卫星,它环绕着太阳运行,自身的重力足以达成流体静力平衡的形状(天体的形状趋近球体),但未能清除邻近轨道上的其它小天体和物质。谢帕德表示,“小精怪”的直径只有300公里左右,以矮行星的标准来看,尺寸算是很迷你的。做为参考,同为矮行星的冥王星(Pluto)其直径比“小精怪”还要长6倍,而台湾全长394公里,长度也比“小精怪”来得大。

科学家在太阳系边缘发现新的天体:矮行星“2015 TG387”(取自美国卡内基科学研究所)
科学家在太阳系边缘发现新的天体:矮行星“2015 TG387”(取自美国卡内基科学研究所)

“小精怪”有些特别之处引起谢帕德的额外兴趣,它的轨道长度特别长,远超出已知太阳系的边界:冥王星与太阳的平均距离为40个天文单位(AU,1 AU为太阳与地球之间的距离),公转周期约为248年,但是“小精怪”绕行太阳一圈需耗费4万年的时间,其近日点为65个天文单位,距离太阳的最远点可达2300个天文单位,也因此在其99%的绕行周期上,“小精怪”过于遥远,让人类看不见。这点也突显出,谢帕德能在这1%的可观测期间捕捉“小精怪”的踪影,是多么幸运与难得。

引领人类找到“9号行星”的线索?

“小精怪”的轨道远超出太阳系也引发科学家产生另外一种揣测──它或许受另一颗质量不小的遥远天体重力影响,才会远离与自己较为相近的太阳系,而那颗影响“小精怪”轨道形状的天体可能就是人们在寻找的“9号行星”(Planet 9或者 X 行星)。


科学家认为,“9号行星”可能真实存在。

国际天文学联合会(International Astronomical Union)2006年将冥王星从太阳系“九大行星”中除名后,太阳系维持“八大行星”已有12年余,不过天文学家始终没有放弃寻找真正的“9号行星”(Planet Nine或是“X行星”),也认为“9号行星”若真实存在,应是以椭圆形轨道绕行太阳,人类必须以太空望远镜观测,才可能望见它的踪影。现在,“小精怪”现踪使科学家们可能接近了这个目标。

太阳系的“9号行星”运行轨道(Caltech)
太阳系的“9号行星”运行轨道(Caltech)

美国加州理工学院(Caltech)科学家巴提金(Konstantin Batygin)2016年提出“9号行星”可能真实存在,《华盛顿邮报》(Washington Post)2日报导引述了巴提金对于“小精怪”的看法:“这无疑是非常伟大的发现。像2015 TG387这样的天体,不仅可以带领我们探测太阳系本身的构成,还能够引领我们找出雕塑其轨道形状的引力来源。”

除了“小精怪”以外,另有两颗已知矮行星的轨道也离奇地长──红色的“赛德娜”(Sedna,又称小行星90377)和粉红色的“拜登”(Biden,2012 VP113)。这3颗天体都远离太阳系内任何已知的庞大重力源,而且它们的轨道似乎在某个区域汇聚在一起,谢帕德猜测,有可能是同一颗大型天体牵引着它们运行。

科学家在太阳系边缘发现新的天体:矮行星“2015 TG387”(取自美国卡内基科学研究所)
科学家在太阳系边缘发现新的天体:矮行星“2015 TG387”(取自美国卡内基科学研究所)

“9号行星”存在吗?

巴提金2016年与另一名科学家布朗(Mike Brown)共同在《天文学期刊》(Astronomical Journal)发表论文,根据间接观测以及数学与电脑模型数据,“9号行星”应是一颗气体巨星(gas giant),质量约为地球的10倍、冥王星的4500倍,绕太阳一周需要1万至2万年。依照巴提金与布朗的推测,“9号行星”应是颗巨大天体,其质量产生的引力将导致周围的小天体不自觉受其扰动。

谢帕德2016年接受《华邮》采访时指称,“9号行星”存在的可能性为60%,2年后他的信心遽增,认为有高达80%的可能性。谢帕德指出,他相信太阳系最边缘处还有数千颗和“小精怪”差不多体积的天体存在,目前他在该地区所观测到的小天体确实都有类似的运行模式,这只有在“太阳系还有尚未发现的超地球型行星(super-Earth type planet)的前提下才有可能维持”。

推测太阳系的“9号行星”存在的两位天文学家布朗(左)与巴提金(Caltech)
推测太阳系的“9号行星”存在的两位天文学家布朗(左)与巴提金(Caltech)

 

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