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标题: 冥王星“出局”后我们还能找到太阳系第九大行星吗 [打印本页]

作者: 久存 时间: 2023-1-2 18:26
标题: 冥王星“出局”后我们还能找到太阳系第九大行星吗
泉源:科技日报
虽然目前人类并没有发现第九行星存在的确凿证据，但也没有绝对否定它的存在。不少天文学家坚定相信第九行星的存在，并且一直在锲而不舍地探求证据。当然，不同于那些第九行星的忠实“信徒”，也有天文学家坚定以为第九行星并不存在，以为第九行星的相关理论间隔可验证仍相去甚远。
最初，在我们的认知当中，太阳系内共有九大行星围绕着太阳运转。2006年8月，第26届国际天文联合会的一纸决定，将还不如月球大的冥王星开除“行星籍”，划为矮行星，从此太阳系第九行星的位置便空了出来。
那么，太阳系是只有8颗行星吗？近年来不断有天文学家提出，在海王星以外的太阳系边缘，或许还存在着一个我们尚未发现的行星。
在一项最新研究中，为了探求太阳系第九行星，研究人员研究了两次相隔20多年的红外巡天数据，给了任何假设存在的行星足够多的时间来移动到天空中的不同位置。研究人员在海量数据中发现了500多颗候选行星。结果却证明这些候选者并不是行星，这几乎排除了太阳系存在第九行星的可能性。
太阳系“老九”，是否真的存在？
空中楼阁的太阳系“老九”
虽然太阳系第九行星的身影空中楼阁，但人们对探求“老九”的热情却一直没有消散。2012年，巴西天文学家罗德尼·戈梅斯提出，太阳系中仍然可能存在第九行星。戈梅斯的理由是，他发现在海王星外层的柯伊伯带中，有数个小型冰状天体的运行轨道出现摄动，即某个天体因受其他天体吸引等原因而产生轨道上的毛病。戈梅斯通过盘算进一步指出，这些小型天体轨道的变革可能是由于海王星以外还存在着一个行星级别的天体，它或许就是太阳系中的第九行星。
而就在冥王星被除名的10年后，来自美国加州理工学院的康斯坦丁·巴特金和他的导师迈克·布朗宣称，他们发现在柯伊伯带中有6颗天体的运行轨道非常。这6颗天体虽然以不同的速率运转，但其轨道的近日点指向基本一致，而在自然条件下可巧出现这一环境的概率只有1/14000。这6颗行星间隔海王星近来时也有数十个天文单位(1天文单位约即是1.5×108千米)的间隔，因此海王星似乎不可能对它们施加影响。于是他们将这6颗天体运行轨道非常的原因归结为存在第九行星。他们使用数学模型和盘算机模拟推测，第九行星的质量大约为地球质量的10倍，其到太阳的间隔是海王星到太阳均匀间隔的20倍。
第九行星的假设一经提出，似乎让不少此前悬而未决的问题都有了符合的答案。众所周知，行星围绕太阳公转的黄道面指向与太阳的自转轴指向并不完全重合，而是有约7度的倾斜角，此前人们一直未能对这一现象做出合理表明。而巴特金与布朗的研究则指出，尚未被发现的第九行星，很可能正是造成太阳独特倾斜角的原因。
南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇表现：“第九行星的假设确实可以或许为我们观察到的一些难以理解的天体运行现象提供表明。但这种表明并不是唯一的。”
发现“老九”的直接和间接方法
理论模型是一回事，可否真的找到第九行星就是另一回事了。最直接的办法当然是通过望远镜直接观测，如果我们能看到第九行星的真实面目，毫无疑问是“铁证如山”。但周礼勇以为，直接观测到第九行星的难度极大，“起首，如果它真的存在，那么它与我们的间隔将会非常遥远，这也就意味着亮度很低，很难直接观测到。”周礼勇说，其次，纵然是使用大口径光学望远镜举行观测，也存在着另一瓶颈，“一般光学望远镜设计上有一个很紧张的特点，即口径越大、视场越小。这意味着如果用大口径光学望远镜去观测，每次也只能瞥见很小的一片区域，搜寻难度较大。”
除了直接用望远镜观测第九行星，周礼勇提出，或许还可以像发现海王星那样，通过观测它对其他行星轨道的影响来探求其存在的有力证据。“如果发现有其他行星的轨道发生偏离，并且现有的太阳系模型无法表明，就有可能是第九行星在‘作怪’。”但他也增补道，纵然真的存在第九行星，并且对其他行星轨道产生了影响，这个影响也是一个非常漫长的过程，可能需要非常高的观测精度、积累很长时间的观测数据才气发现。
对于巴特金与布朗的研究结果，周礼勇则以为其尚不敷以对第九行星的存在提供有力支持。他提到，针对远间隔太阳系天体的观测，近来发表的一组观测数据表现，所谓的天体轨道近日点指向聚集，更有可能是一种随机现象。“这种少数天体轨道指向聚集很有可能是一种有限观测数据所造成的假象。就是说只要雷同天体数量足够多，而观测机会比较少，就有可能出现这样一种假象。”周礼勇还进一步指出，天文学中存在着观测选择效应，“比如由于银河系的银心特殊亮，环境比较复杂，以是我们在做观测的时候往往会自动避开这个方向。那么在这种有选择的观测环境下观测到的一些结果，只能称之为现象，是不是完全的事实，还需要更全面的观测数据来支持。”
探求过程比结果更紧张
虽然目前人类并没有发现第九行星存在的确凿证据，但也没有绝对否定它的存在。周礼勇开玩笑地表现：“现在对于是否真有第九行星这个问题，在天文学界已经成为一种‘信奉’般的存在了。”比如巴特金和布朗便坚定相信第九行星的存在，并且一直在锲而不舍地探求证据。而像这对师徒一样，相信第九行星存在的天文学家不在少数。在2021年12月23日发表于《天体物理学杂志》增刊的一篇论文中，研究人员对长达6年的望远镜数据举行了研究，试图在南部天空中辨认第九行星的可能踪迹。最终挑选的3000多个可能候选光源，结果都无法被证实为行星。但搜寻无果并不能代表这颗行星不存在，研究人员表现，这项研究仅覆盖了该行星在天空中10%—20%可能存在的区域，还有大片可能区域等待着被观测。
不同于那些第九行星的忠实“信徒”，也有天文学家坚定以为第九行星并不存在。曾专注于柯伊伯带天体研究的天文学家大卫·朱伊特便压根儿不相信第九行星的存在，他以为第九行星的相关理论间隔可验证仍相去甚远。
周礼勇同样也对第九行星的存在持猜疑态度，他更倾向于以为部分天文学家苦苦追寻的“老九”实际并不存在。“如果按照理论盘算，那么大的一颗行星，存在于那么远的轨道上，其轨道的偏爱率、倾角又都那么大，我觉得这从最初的行星劈头上就很难明释。”周礼勇以为，间隔太阳如此遥远的柯伊伯带，其本身存在的物质稀少，要形成如此巨大的一颗行星，这种可能性微乎其微。“当然也有人以为，这颗行星有可能来自太阳系外，是被太阳的引力捕获而来的。但太阳系的引力体系是一个可逆的体系，被太阳系吸引的天体从那里来，就会回那里去，想把它留下来，是一件非常困难的事情，需要很苛刻的条件。”周礼勇对第九行星来自太阳系外的表明也并不认同。此外，还有其他观点以为，很早以前太阳有一颗伴星，而第九行星或许就是这颗伴星遗留下来的行星。为了表明第九行星存在的合理性，各类观点众说纷纭。周礼勇以为，虽然种种表明或许都存在理论上的可能，但实在际发生的概率都非常小，“这些表明多多少少都有一点牵强，是为了表明一个观测方面的难题而引入了更多的难题。”
或许第九行星存在与否我们临时无法确定，但就像天文学家佩德罗·贝尔纳迪内利所说的那样，关于第九行星的争论从根本上让人们更加关注外太阳系。如果我们可以或许找到第九行星，那将是惊人的发现；如果不能，我们则需要认真表明那些非常现象。但无论怎样，我们都已经从两种研究中学到了东西。（实习记者都芃）

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