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第九大行星在哪?天文学家排除80%天域,或在最后20%范围内

 姿势分子_ 2024-02-20 发布于辽宁

太阳系到底有多少颗行星?目前有8颗,但很多天文学家相信,遥远的宇宙深处,很可能隐藏着第九颗大行星。

多年以来,天文学家一直在寻找着这颗隐藏的行星,但也有人认为它并不存在,否则以人类的观测能力,早就应该发现它了。相信它存在的天文学家提出了各种各样的理论,有人甚至认为这颗“行星”其实是一个体积很小,但质量很大的微型黑洞,所以才不容易被发现。

一开始,天文学家寻找新的行星,只是因为完成了前一个的发现,继续进行同样的探索,就好像有人活到了120岁,大家就会猜想有没有人能活到121岁一样。

那个时候,冥王星刚刚发现,太阳系还有九颗行星,所以人们将这颗未知的行星称为X。X这个字母好,不仅在方程上就被当作未知数的重要符号,而且在罗马数字中恰好是10,寓意着第十颗行星。

后来,冥王星被踢出行星行列,但天文学家仍然在寻找着未知的太阳系行星,并且依然用X来称呼它。

尽管冥王星被淘汰了,但它给未知的第九大行星提供了一种可能。正是由于冥王星的存在,才让天文学家思考甚至相信第九大行星真的存在,而不再只是胡乱地猜想。

冥王星的特点就是:轨道离心率太大。我们都知道,宇宙天体的公转轨道是椭圆,但和其他行星接近正圆的轨道相比,冥王星的轨道太“椭”了,扁得离谱。它最远的时候距离太阳差不多74亿公里,但近日点却不足45亿公里,比海王星还近。

不仅如此,在冥王星所处的柯伊伯带中,其他天体也普遍具有这么离谱的偏心率。比如阋神星,近日点约56.5亿公里,远日点却达到了146亿公里;鸟神星,近日点57.6亿公里,远日点79.4亿公里……

显然,它们的轨道不符合正常太阳系天体的运行规律,因此天文学家推测,一定是还有一颗隐藏的巨大行星,通过它的引力干扰了这些柯伊伯带天体,才出现了这种诡异的运行方式

对于第九大行星的存在,美国加州理工学院的Mike Brown教授始终深信不疑,并且多次发表论文阐述自己的工作进展。

最近,他又向公众展示了他和他的团队目前的工作进程,在他们认为第九大行星可能存在的区域范围内,已经完成了差不多80%的巡天探测。也就是说,在他们的信念中,第九大行星就存在于最后20%的范围内。

他们的观测利用了泛星计划的数据。泛星计划(Pan-STARRS),全称为全景巡天望远镜和快速反应系统(Panoramic Survey Telescope And Rapid Response System),说到底就是利用位于夏威夷毛伊岛上哈雷阿卡拉天文台的望远镜,对宇宙星空进行反复观测,然后进行同一区域的对比。

对于太阳系外的天体来说,由于距离过于遥远,两次拍摄之间的时间间隔不足以产生明显的位置变化。但如果是太阳系内的天体,位置变化比较明显,就很容易被捕获到。实际上,当初冥王星就是这么被发现的。

泛星计划每个月能够对整个天空进行差不多4次巡查,这个效率是前所未有的。而且泛星计划望远镜的观测能力也非常强,最暗可以观测到24等星。这是个什么概念呢?这么说吧,就连肉眼可见最暗的6等星,也比这个亮度亮1500多万倍!

在泛星计划发布了第二期巡天数据后,Brown的团队就对这些数据进行了分析,试图寻找其中可能存在的第九大行星的迹象。令人遗憾的是,他们在对以往研究计算出的大约78%的区域进行了分析,发现都不存在第九大行星的迹象。

对于普通人来说,这意味着第九大行星存在的可能性已经大大降低了。但对于Brown等人来说,反而是个好消息,在接受采访的时候他说:“这意味着我们已经大大缩小了搜索范围。”

他的团队不仅单纯地用眼睛去寻找这个神秘的天体,还试图通过理论来推测其可能的形态。

就像我们前面说的,柯伊伯带天体的奇葩轨道,或许是第九大行星通过引力干扰的方式产生的。既然如此,通过它们的轨道模式,天体物理学家完全可以反推引力的大小,进而猜测这颗隐藏行星的属性。

不同的天文学家计算出来的结果不尽相同,根据Brown团队的最新估算,第九大行星的质量大约是地球的6.6倍,一旦被发现,将成为太阳系第五大行星。要知道,现在太阳系第四大行星天王星和第五大行星地球之间的质量差了15倍以上,二者之间存在着巨大的断层。质量只有地球几倍的行星在太阳系外很常见,因此太阳系内也应该隐藏着这样的行星。

但这颗大行星的观测难度极高,因为它距离极其遥远,轨道半长轴大约是500个天文单位,也就是差不多750亿公里!

即便寻找第九大行星充满了困难,Brown仍然充满信心,并已经做好了下一步准备,那就是利用LSST项目进行新的寻找工作。LSST全称是时空遗产调查(Legacy Survey of Space and Time),计划为期10年,在智利的维拉·鲁宾天文台

该天文台仍在建设过程中,目前还无法使用。不过据推测,一两年内,甚至最早在今年下半年,这项宏大的工程就要竣工,该项目甚至和嫦娥六号并列居于《自然》杂志预测的今年最值得期待的6大科学事件,可见其观测能力之强大。

Brown相信,一旦该天文台投入使用,第九大行星将无处遁形。只要这颗行星真的存在,人类就会很快让它暴露出庐山真面目。

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