如果第九行星真實存在,其具體位置仍是個謎

4月27日消息,如果太陽系存在神秘的第九行星,它潛伏在太陽系黑暗的邊緣,但很可能不在我們想像的位置。依據天文學家對這一假設天體的搜索,最新信息可能表明它的軌道離心率比之前2019年所預測的更大。

據悉,2016年,美國加州理工學院天文學家康斯坦丁·巴蒂金和麥可·布朗在《天文學雜誌》上發表論文稱,他們提出太陽系外側存在一顆之前未被發現的行星的理由,相關證據存在於海王星軌道之外的其他天體之中。

如果第九行星真實存在,其具體位置仍是個謎

這些所謂的「其他天體」被稱為極端海王星外天體(ETNOs),它們擁有巨大的橢圓軌道,其近日點軌道距離不會比海王星近(不會小於30個天文單位),遠日點軌道距離大於150個天文單位。

巴蒂金和布朗發現這些天體的運行軌道在近日點擁有相同的角度,近日點是軌道上距離太陽最近的點,隨後天文學家進行了一系列模擬實驗,發現一顆較大行星的引力影響可能會以該方式存在於這種超級橢圓軌道上。

自從2016年這篇研究報告發表之後,太陽系第九行星就成為天文學領域頗有爭議的話題之一,許多天文學家發現第九行星不太可能存在,但到目前為止,我們還沒有確鑿證據證實其是否存在。解決該爭議的最具決定性的方式是我們能否發現問題的關鍵——而巴蒂金和布朗的最新研究可以幫助我們嘗試做到這一點。

早在2016年,天文學家在發現6顆ETNOs天體的基礎上,意識到可能潛在著太陽系第九行星,當時發現的6顆ETNOs天體體積較小,很難被發現,隨著時間的推移,越來越多的ETNOs天體被發現,現今我們知道大約存在19顆ETNOs天體,這意味著我們現在擁有更多的數據可以分析,從而掌握這顆行星的特徵信息。

2019年,天文學家修正了現有ETNOs天體信息,並得出結論稱,此前獲得的一些信息不准確。依據最新修正信息,這顆潛在的第九行星質量是地球質量的5倍,而不是最初評估的地球質量10倍,同時,它的離心率(即橢圓度)也更低。

目前,研究人員再次更新了計算結果,他們在一個名為「尋找第九行星」的博客上寫道:「我們的模擬分析中是否缺少了必要的物理元素?通過對該模型的持續不斷探索,我們發現太陽系潛在神秘第九行星的理論是正確的。」

他們指出,我們的模擬假設任何距離太陽超過1萬個天文單位的天體都會消失,但我們並未考慮到太陽不是孤立地存在著,它可能是一個巨大、天體密集的恆星誕生星雲中孕育的,該星雲中還有其他新生恆星。

在該情況下,太陽系初期階段幾乎肯定形成於奧爾特星雲內部,奧爾特星雲是環繞太陽系的冰體外殼,距離太陽系大約2000-100000個天文單位,像土星和木星這樣大型行星在奧爾特星雲中形成初期將被撕成碎片拋向星際空間,但在鄰近恆星的引力干擾下,它們將推回至太陽引力影響范圍內,因此太陽系初期階段形成於奧爾特星雲內部區域。

我們傾向於認為奧爾特星雲僅是一種自由運動的「閒逛」,沒有發生什麼事情,但是當巴蒂金和布朗進行一系列模擬分析時,將它們的物理特性考慮在內,他們發現奧爾特星雲內部確實移動了一點。

研究人員稱,太陽系第九行星在定性層面上改變了人們之前的認知,由於該行星軌道的長期引力吸引作用,奧爾特星雲內部的天體以10億年的時間尺度不斷演化,慢慢地重新注入到太陽系外側,那麼這些天體會怎樣呢?我們模擬了這一演變過程,考慮到來自標准巨行星、第九行星、途經恆星以及銀河系潮汐擾動作用,發現這些重新注入奧爾特星雲的天體很容易與遙遠柯伊伯帶的天體混合在一起,甚至表現出軌道聚集現象。

這意味著我們發現的部分ETNOs天體實際上可能起源於奧爾特星雲,這真的太神奇了!然而,研究小組模擬也表明,奧爾特星雲天體的聚集性比柯伊伯帶天體的聚集性更弱。

這表明,與研究人員2019年發表研究報告中發現的軌道信息相比,第九行星的軌道離心率更能解釋這些數據信息。在此之前,我們並不知道第九行星軌道的具體離心率,在我們進行更多的研究確定哪些天體來自奧爾特星雲內部之前,我們無法確切知道該軌道的離心率具體信息,但是在該天體不再符合我們對太陽系外側的觀測結果之前,它的離心率偏差非常有限。

由於這顆假設的行星非常遙遠和暗淡,且我們發現它的機率非常低,所以這些信息可用於完善模型,並避免我們試圖在它可能不存在的區域展開探索,最終有助於天文學家發現這顆捉摸不定的行星。

即使我們未來永遠無法探測到神秘的第九行星,但是該探索過程所獲得的發現非常寶貴,未來或將發現許多木星衛星,以及超遙遠距離的潛在矮行星,這些發現都具有重要意義。目前,巴蒂金和布朗將該研究報告發表在近期出版的《天體物理雜誌通訊》上。

來源:cnBeta