太阳系里存在第九大行星,神秘第九大行星在哪里

主编:

(艾麦乐
编写翻译)太阳系就好像具备一颗新的第⑦大行星。前几天,两位化学家宣布证据评释,一颗大小接近海王星却仍未被看到的自然界绕着阳光旋转,公转一圈要花15000年。他们说,在45亿年前太阳系的时辰候一代,那颗巨大的行星被生产了阳光附近的行星形成区。早期太阳系里的气体减缓了这颗行星的速度,使它说到底进入一条遥远的扁圆形轨道,在那边一向隐蔽到前天。

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近年来,切磋人口选择苏梅岛的昴星团望远镜搜寻第七行星,同时希望能够宣布它的来源。二零一四年,巴蒂吉恩发布了一项商量。该项研讨对柯伊伯带——海王星外一个朝着星际空间延伸的多冰天体聚集区——举行了分析。研商显得柯伊伯带天体的扁圆形轨道都朝着相同方向,相对于八大行星的规则面,向下倾斜30度。

图片 2天国学家发现了强有力证据,暗示在海王星轨道以外,恐怕还存在一颗大概同样大小的行星。图片来源:Caltech/帕杰罗.
Hurt (IPAC)

初叶数学家们早已发现冥王星外有一堆奇怪的小型行星,它们有一个共同点—椭圆轨道指向同一方向。

太阳系外侧恐怕隐藏着1个未被发现的世界,这么些神秘世界恐怕真正存在

争执尚存

其余人,比如发现了柯伊伯带的行星地军事学家戴夫·朱伊特(戴夫Jewitt),则越来越谨慎。那5个天体纯粹因为巧合而聚集在协同的可能率为0.007%,使得那颗行星的存在在总括显然性上高达了3.九个标准差——超出了严正对待平日所需的一个标准差,却还达不到诸如粒子物医学领域所供给的五个标准差的水准。那让美利坚合众国西弗吉尼亚大学芝加哥分校的朱伊特有个别想不开,他见过太多一个标准差的结果后来都没有不见了。他说,Bart金和Brown把分析的靶子从谢泼德和特鲁希略的十几颗缩减为6颗,实际上削弱了他们的结果。“作者操心,只要多发现一颗不在此群中的新宇宙,就有恐怕损坏整个分析体系。”朱伊特说,“那是一场唯有6棒的交叉游戏。”

乍一看,另八个诡秘难题来自于U.S.A.航空航天局的广域红外巡天探测者(WISE)。这颗卫星已经做到了全天巡天,能够寻找来自褐矮星的热能,也能够查找巨行星。依照United States浦项科技州立高校天教育家凯文·卢曼(KevinLuhman)2012年刊登的一项切磋,WISE已经去掉了偏离太阳一千0天文单位以内比金星更大的行星存在的也许性。然则卢曼提出,假诺X行星唯有海王星大小,甚至更小,就好像Bart金和Brown所说的那么,那么WISE也有恐怕会孤陋寡闻它。他说,在另一组WISE数据中还有一丝期待能够检查和测试到它,那组数据的体察波长更长,对更低温的辐射越发灵活,但只覆盖了1/5的天空。卢曼今后正值分析这几个数据。

不畏Bart金和Brown能够说服别的天国学家相信X行星是存在的,他们还将面临其余一项挑衅:解释它为什么会产出在相距太阳如此长时间的地点。在这么的偏离上,尘埃和气体构成的原行天象很恐怕曾经太过稀薄,不可能为行星的成人提供原料。而且,就算X行星找到了一颗星子作为立足点,在它那条巨大而又松散的准则上,它的位移速度也会太过缓慢,无法收到到中够的物质变成一颗巨行星。

反而,Bart金和Brown提出,X行星形成于更贴近太阳的地点,就像火星、月孛星、天王星和海王星一样。总计机模型突显,早期太阳系是1个动荡斯诺克桌,有几十竟然上百颗地球大小的行星创设原料在其间弹来撞去。一颗胚胎巨行星很不难在那边形成,只待另一颗气态巨行星借助重力踢出一脚,把它踹出太阳系。

更难解释的是,为何X行星没有再绕回到它原先的岗位,大概干什么没有干脆离开太阳系。不过Bart金说,原行天象中残留的气体恐怕会施加丰富的拖拽力,使得那颗行星的快慢减慢到如故留在太阳系中,却不得不在一条遥远的轨道上绕着阳光旋转。他说,假设踹飞它的那一脚发生在太阳系形成仅300万年到1000万年时期,在原行天象中的气体全体散失到太空中在此以前,这几个进程就有或然发生。

美利坚联邦合众国东北研商院的行星重力学家哈尔·利维森(HalLevison)同意,必须有怎么样东西来发生Bart金和Brown已经发现的那种规则聚集形式。可是他说,他们建议的X行星,以及为了然释它而提议的踹飞然后被气体减速的风浪,加在一起就成为了“一件低概率事件”。别的地管理学家则更是端正。劳克林说,他们建议的方案是卓有作用的。“平时那样的阐发都是错的,而那壹回本人的确很提神,”他说,“那要比抛硬币好多了。”

那整个意味着,X行星仍将被束之高阁,直到它被真正发现停止。

冥王星被降为矮行星,原来还有另1个第玖行星?证据居然是它!

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行星剑客

从未有过加入那项研商的别样地艺术学家说,他们的总结站得住脚,并对结果表达出谨慎和开心之情。“假如那被申明是正确的,当然那里还有多个大写的‘若是’,笔者想像不出还有哪些发现会比它越是关键。”United States密苏里大学圣克鲁兹分校的行星科学家格雷格·劳克林(GregoryLaughlin)说,“让人开心之处在于,那颗行星是足以被探测到的。”

Bart金和布朗是从海王星轨道以外6颗已知宇宙奇特的会见方式中臆想出了这颗行星的存在。他们说,这样的汇集仅仅是偶合的票房价值,唯有0.007%,大概说大致1/16000。相反,他们说,是一颗品质一定于地球10倍的行星看管着那6颗天体进入到了意想不到的扁圆形轨道,与太阳系的规则平面相倾斜。

那颗被估计出来的行星的守则也一如既往倾斜,它到太阳的距离也将远远出乎在此以前的太阳系概念。它到太阳的近日相差也要比海王星远7倍,即200个天文单位(1个天文单位就是地球到太阳的平均距离,大概为1.5亿英里)。X行星最远时恐怕高达600到1200个天文单位,远远不止柯伊伯带的范围。(柯伊伯带一片充满着是较小冰质天体的区域,始雷文杰王星轨道,也正是偏离太阳叁十一个天文单位。)

Brown和Bart金说,要是X行星就在那边,天文学家应该会意识更加多倾斜轨道的自然界,它们都际遇了那颗隐藏巨行星的重力影响。但Brown知道,没有人会真的相信这一发觉,除非X行星本人在望远镜的取景器中出现。他说,“除非直接探测到那颗行星,否则那就只是2个借口——哪怕那是二个怀有格外好潜力的假说。”这一个研讨集体精通着东极岛一台湾大学型望远镜的考察时间,适合进行此项搜寻,他们愿意其余天国学家也加盟进去一起追寻。

Bart金和Brown前几日(八月十四日)将这一结实刊登在《天文期刊》(The
Astronomical
Journal
)上。法兰西佛罗伦萨天文台的行星引力学家Alessandro·Moll比代利(亚历山德罗Morbidelli)对那颗散文进行了同行业评比议。在一份注脚中,他说Bart金和Brown提议了“分外深厚的实证”,说本人“差不离被说服相信存在一颗遥远的行星”。

图片 3太阳系曾经的第⑧大行星——冥王星,正是因为迈克·Brown的意识而被拉下行星宝座,成为了一颗矮行星。图为上年二月新视野号探测器飞掠时拍回的冥王星及其最戴维星——冥卫一卡戎。图片源于:NASA

对此Brown来说,建议一颗新的第柒大行星具有某种讽刺意味,因为他更被大千世界所纯熟的身价是行星剑客。二〇〇五年,他意识了阋神星(Eris),一颗大小大致与冥王星相同的漫长冰质星球。这一发现注明,冥王星并非太阳系最外面包车型客车行星,只但是是柯伊伯带里许多近似宇宙中的一颗。天史学家后来建议,将冥王星降级成为矮行星。这一传说典故,被Brown写进了他的书中,那本书的名字叫作《小编如何杀死了冥王星》(How
I Killed Pluto
)。

笔者相信,随着证据越多,以后的新第玖行星一定会表今后人类前边!

第十行星艺术概念图,据信是一颗与天王星和海王星类似的气态行星

历史成绩

后日,他投入到了无休止数百年对新行星的查找之中。他的办法是依据牛鬼蛇神般的重力效应臆度X行星的存在,这一主意有着3个荣幸的历史纪录。比如,1846年,法兰西共和国化学家奥本·勒维耶(Urbain
Le
Verrier)预测,存在一颗巨行星影响着天子星轨道的非符合规律运营。德国柏林(Berlin)天文台的天文学家就在预料的岗位上发现了这颗新行星,即海王星,引发了媒体的轰动。

皇上星轨道其他的有失水准运转让物医学家认为,恐怕还留存此外一颗行星在施加影响。一九零八年,一人富豪帕西瓦尔·罗威尔(Percival
罗厄尔)在他新建的天文台开端找寻他所谓的“X行星”。1929年,冥王星出现——但它实在太小,不能够对君王星施加明显的影响。半个多世纪未来,基于旅行者号探测器的衡量所作的最新总计注脚,天王星和海王星的规则本人就已经到家了,不必要X行星施加额外的熏陶。

而是,X行星的魅力仍在时时刻刻。例如,上世纪80年间,地医学家建议一颗看不见的褐矮星大概会触发彗星齐射,导致地球上发生周期性的杜绝事件。上世纪90年间,地工学家用太阳系边缘一颗水星大小的行星,来解释某个古怪彗星的来自。就在上个月,还有地法学家宣称,他们使用位于智利名为阿塔卡马大型分米波阵(ALMA)的远大天线陈列,检查和测试到了大约300个天文单位以外一颗粗中号岩石行星发出的软弱微波。(许三人对这一意识建议了可疑,Brown也是内部之一,他提议ALMA的狭隘视场使得它发现那样2个星体的机率差不多为零。关于这一次争议,详见《太阳系第⑩和第⑨颗行星被察觉了吗?》。)

对此如今的意识,Brown在二零零三年取得了第三个暗示。当时,他领导集体发现了赛德娜(Sedna),一颗比阋神星和冥王星略小一些的宇宙。赛德娜古怪而又偏远的守则,使得它成为当下太阳系中已知最漫长的大自然。它的近来点,约等于距太阳近期的岗位,离太阳也有7九个天文单位,超出了柯伊伯带,也远远出了海王星的引力影响。言外之间很显眼:在海王星外必定期存款在某些大质量天体,将赛德娜拖到了那条遥远的轨道上。

其一天体不肯定非得是行星。牵扯赛德娜的重力有或然来自于一颗过路的恒星,也只怕源于于太阳系形成之时幼年太阳周边诸多其余恒星托儿所中的八个。

自这时以来,太阳系里存有类似轨道的此外冰质天体被发觉得越多。通过比较赛德娜和其他5颗类似的奇异天体,Brown说,他曾经排除了不可知的熏陶来自于恒星的恐怕性:唯有存在一颗行星可以解释那些奇怪的清规戒律。在他所作出的三大发现(即阋神星、赛德娜和现行反革命地下的X行星)当中,Brown认为最后三个才是极致轰动的。“杀死冥王星很风趣。找到赛德娜在科学上也挺有意义。”他说,“但那1回的觉察,主要性要远远超出别的全部东西。”

图片 4Brown和Bart金挑选出了6颗古怪的宇宙空间,它们的近期点不仅都在黄道面附近,而且本身在空间中的地点也相对聚集。或者是一颗未被发现的行星导致了这一情景。数据来源:JPL;BATYGIN
AND BROWN/CALTECH;图片来源于:A. CUADRA/SCIENCE

二〇一七年,NASA也参预了是还是不是有关第10颗行星是不是存在的议论,还代表有成都百货上千凭证都指向第玖颗行星是存在的,若真正没有第拾行星,那么拉动的题材比解决的还要多。

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热烈竞争

Brown和Bart金差不多被人先声后实。多年来,赛德娜平昔是海王星外部存款和储蓄器在引力扰动的唯一孤证。可是,2014年,Scott·谢泼德(斯科特Sheppard)和乍得·特鲁希略(ChadTrujillo,曾是Brown的博士)揭橥了一篇杂文,描述了VP113的觉察。那是其余一颗一直不会临近太阳的自然界。U.S.A.华盛顿Carnegie研商所的谢泼德和东极岛双子星天文台的特鲁希略都深知这一意识的言外之义。他们起首审视那八个天体以及其余十二个奇特天体的守则。他们留意到,那一个天体在新近点时都特别类似于地球环绕太阳所在的轨道平面,也便是黄道面。在一篇随想中,谢泼德和特鲁希略建议了那种奇异的聚众情势,并建议了那种也许性,即一颗遥远的大行星驱赶着那一个天体来到了黄道面附近。可是,对于这一结出,他们从没更进一步。

那一年的晚些时候,Bart金和Brown在加州理式大学始发谈论这一结出。Bart金说,把那几个遥远天体的守则绘制出来之后,他们发觉到谢泼德和特鲁希略所留意到的方式“只是传说的四分之二”。这么些天体的近年来点不只是贴近黄道面,在半空中中也有汇集成团的同情。

在接下去的一年里,几位悄悄斟酌着那种形式,探究着这一方式代表怎么样。那是一个简易的同盟关系,因为两人的技能相互互补。Bart金,三十岁的总括机建立模型高材生,因为喜好沙滩并有机遇进入3个乡村音乐队,而选拔了佛罗里达圣克鲁兹大学。不过,他在那里作出的成正是,建立了总计机模型来模拟数十亿年间太阳系的时局,并且证实在有些罕见的情况下,太阳系是不安定的——罗睺也许会投入太阳的烈火,可能与罗睺相撞。当时与他共事的克劳林说,“对于一名博士而言,那是一项伟大的达成。”

Brown,四十八岁的考察天文学家,有作出首要发现的后天,也有与此相匹配的自信心。他喜爱穿西裤和凉鞋上班,喜欢把脚翘在她的书桌上,活泼的外表之下隐藏着心胸。他设定好了一个程序,一旦某台大型望远镜在当年晚些时候开首领会观测数据,他就能从中筛查X行星。

她们的办公室只隔了几道门。Bart金说,“作者的沙发更舒适,所以大家援助于在自家的办公里作越多的座谈,而在Mike的办海里更多地去查看数据。”他们甚至结合了运动伙伴,在二〇一四年仲春马萨诸塞州华沙办起的铁人三项比赛中等待下水时,还在议论他们的想法。

第2,他们从谢泼德和特鲁希略钻探的二十个天体中挑选出了多少个最远的天体——它们是6项不一样的巡天观测中应用6台不一致的望远镜发现的。那就使得它们的集纳不太也许由观测偏差引起,比如望远镜都指向天空中的某一特定区域。

Bart金则在他的太阳系模型里起先“播撒”区别大小和见仁见智轨道的X行星,看哪一种状态能够最好地表达这几个天体的清规戒律。有些总括机持续运营了一些个月。从那几个模拟中,他搜查缴获了X行星最合适的尺寸,介于地球品质的5-15倍以内,还搜查缴获了一条最合适的准则:在半空中与那多少个小天体对齐,使得它的近地方与那多少个天体的远地方处在同一方向。6颗已知宇宙的规则应该会通过X行星的守则,但通过轨道的时候这些大家伙不能冒出在紧邻,因为这会破坏已知宇宙的轨道。最终的感悟出现在1个月前,当时Bart金的模拟表明,X行星还相应创设出一些轨道,使得这一个天体大概垂直于黄道面,从上边或许下方穿越太阳系。“那触发了自小编的记念,”Brown说,“作者以前见过这么的宇宙空间。”事实注明,自二零零二年以来,人们已经意识了5颗中度倾斜的柯伊伯带天体,而它们的发源在相当的大程度上仍不能够解释。“它们不仅设有,而且恰好处在大家预测的岗位上,”Brown说,“正是在那一个时候,作者发现到,那不只是二个好玩的好主意——它照旧铁证如山的!”

图片 6建议X行星存在新证据的两位化学家,右边那位是行星徘徊花迈克·Brown,右侧则是康Stan丁·Bart金。图片源于:华盛顿邮报

谢泼德和特鲁希略一样,也猜疑存在一颗没有被看见的行星。谢泼德说,巴特金和Brown“把大家的结果带上了叁个新的水平。……他们深切到了重力学进程个中,那是自家和乍得都不太善于的地点。正因为如此,小编觉着那么些结果其实令人欢乐。”

而是绵绵,天国学家们发现原来冥王星并不是在海王星外唯一的宇宙,居然还有那么多类似于冥王星大小的天体在一如既往区域。

在天文切磋世界,太阳系是还是不是留存第拾大行星可谓是最大的谜团之一。很多天思想家相信金星之外的清规戒律存在潜在的第⑩行星,但到现在也决不可能发现它的踪影。东京(Tokyo)大学天国学家苏尔Hood•穆尔建议:“每一次拍片,照片中都大概有第10行星的人影。”

寻找X行星

对于到哪个地方去寻找,天史学家已经有了某个好主意,但意识一颗新的行星并不便于。由于在长椭圆轨道上运维的自然界靠近太阳时移动速度最快,因而X行星差不离不会在200个天文单位处待上稍加日子。而且,若是它今后就在近日点的话,Brown说,它会丰盛了然,天国学家差不离已经已经发现它了。

反而,X行星很也许会花半数以上岁月待在远日点附近,在距离太阳600到1200个天文单位之间缓慢移动。有力量在那些距离上观察一颗暗淡天体的大部望远镜,比如哈勃空间望远镜只怕兰卡威10米口径的凯克望远镜,视场都然而狭小。用这个望远镜来寻觅X行星,就像是经过一颗吸管去干草垛里找一根针一样困难。

图片 7马尔代夫口径8米的昴星团望远镜,是摸索X行星的拔尖工具。天国学家大致要花5年时间,才能把X行星有大概隐藏的超越二分一区域搜索一回。图片来自:HONDATelescope, NAOJ

而是,还有一台望远镜可用,那正是置身塞舌尔、由东瀛所具有的8米口径昴星团望远镜。它具有丰富巨大的集光面积,能够检查和测试到如此三个暗淡的宇宙,而且富有巨大的视场,比凯克望远镜大了至少75倍。那使得天文学家能够在八个夜间围观大片天空。Bart金和Brown正在利用昴星团望远镜来寻找X行星——他们正与以前的竞争对手,谢泼德和特鲁希略,携手同盟,共同参与到了昴星团望远镜的追寻中来。布朗说,那七个团体大概要花5年时光,才能把X行星有恐怕藏身的大部区域搜索一回。

如果搜索获得成功,太阳系家族的这一个新成员该起个什么样名字行吗?Brown说,现在考虑这几个难点还为时过早,而且应该尽量防止今后就提议各样提出。近年来,他和巴特金称它为“九号行星”(Planet
Nine,而在过去的一年里,他们非正式地称它为行星Phattie,那是上世纪90年间的俚语,意思是“酷”)。Brown提议,不管是天王星依然海王星,那两颗近现代才被发现的行星,最终都没有由它们的发现者命名,他以为那大约是一件善事。他说,这不是其它3个私家的作业,“那就有点像是地球上发现了一块新陆地。”

不过,他坚信,X行星与冥王星差别,值得称之为一颗行星。太阳系里一颗像海王星那么大的天体?连问都别问。“没有人会疑心它不是行星,就连自家都不会。”(编辑:Steed)

立异:Instagram名就叫“冥王星杀手”(@plutokiller)的Mike·Brown在征集中还说:“为冥王星被开掉出行星队伍容貌难受的芸芸众生能够神采飞扬啊:太阳系里的确还有第⑨大行星。那样,大家就能去摸索它,让太阳系重新拥有九颗行星。”……如若您是冥王星,你还美滋滋得起来吧?

这时候天史学家们一语中的,不可能把它们都当做行星。那么还是能够叫什么呢?

研讨人口希望验证一点,即第拾行星的存在能够分解柯伊伯带天体的清规戒律方向为什么与太阳系的别的天体相反。巴蒂吉恩说:“其余模型都不可能解释这一个高倾角轨道的千奇百怪一面。假诺存在第七行星,它们的形成便很简单解释。在第⑦行星的相助下,它们与太阳系平面并行不悖,随后又在海王星的意义下向内疏散。”

就算对海王星以外所谓“X行星”的探寻已经持续了多少个百年之久,明日作出的表明却是在那之中最有力的一遍。对“X行星”的摸索一向深受困扰,证据不是太过牵强,正是一心不足为信。而那3遍,新的凭证来自两位遭到爱慕的行星物文学家,United States巴黎综合理经济高校的康Stan丁·Bart金(Konstantin
Batygin)和Mike·布朗(迈克Brown)。对于不可制止会对此建议质询的人们,他们准备好了对偏远天体细致的守则分析和长达数月的微型总计机模拟。“如若您说,‘我们找到了X行星的凭证’,差不离任何一位天国学家都会说,‘又来了?那几个东西明显是疯了。’笔者要好也会那样想。”Brown说,“为何那3回会分裂?因为那三回,我们是对的。”

与此同时和别的行星绕着太阳转的角度比较,还“向下”倾斜了大体上30°左右,其中有一颗名叫二〇一四BP519的矮行星倾斜的角度最为“脱颖而出”。

多年来,物历史学家一向顶牛冥王星之外的准则是不是留存一颗行星。遵照一项新商讨,太阳系存在潜在的第柒行星。这几个从未被察觉的社会风气大概就暗藏在太阳系的外面,环绕冥王星之外的规则运转。研讨中,地管理学家发现3个准则高度倾斜的多岩天体。他们认为一颗未知行星将它推向当前那条异乎平日的轨道。

但固然进入“第捌行星”后,再加上在此以前哈佛高校切磋职员提议的星辰属性,那么2014BP519的守则是相符的。

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行星还要多2个主要条件,那就是必须解决轨道附近区域的其他实体。

太阳系是还是不是存在第9行星?多年来物经济学家一向争执不久

二〇〇五年,国际天经济学联合会创办了二个新的自然界连串,只借使绕着太阳运维;品质够大,能击溃固体重力达到流体静力平衡,那么就可以说是矮行星。

二零一六年,洛桑联邦理艺术大学的专家首先建议“第8行星假说”,当时她们在太阳系边缘发现一群有着倾斜轨道的多冰天体,也正是所谓的海王星外天体。他们觉得这个天体的准则被第⑩行星的重力拖拽扭曲。它们的椭圆轨道琼斯股票价格平均指数向同一方向,相对八大行星的守则面,向下倾斜30度。

北卡罗来纳大学的天史学家大卫格迪斯教授代表,即使还尚未任何的凭据申明第玖行星的留存,但那诚然是支撑新第七行星存在的申辩。

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