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太阳系发现的第九大行星:零下226度 氢氦气为主

在今年1月份,美国加州的一些科学家提出一项让很多人感到意外的说法,他们认为在太阳系外侧的遥远区域可能隐藏着所谓的“第九颗大行星”。自从这一消息宣布之后,天文学家们便一直致力于想要真正找出这颗可能存在的“行星X”。

关于这颗潜在行星的来源问题,相关理论有很多,不一而足,有些观点认为这是太阳从其他路过的恒星那里“偷窃”来的系外行星。还有些人将这颗行星的历史与地球上恐龙的灭绝联系在一起。甚至还有一些人认为这颗遥远的天体可能将在未来某天与地球相撞。

太阳系发现的第九大行星:零下226度 氢氦气为主

近日,伦敦大学学院玛拉德空间科学实验室副主任安德鲁·柯蒂斯教授在提交给《对话》网站的相关文章里,详细探讨了我们对于这颗可能存在的行星已经了解哪些方面,以及我们何时才有望真正找到它的踪迹。

对于这颗潜在行星的搜寻工作自从关于这颗行星可能存在的相关论文一发表开始便不曾停止过。由于此前从未有人见到过这所谓的“第九大行星”,因此相关的研究工作很多都是在计算机上进行的模拟计算。

天文学家们之所以认为在太阳系边缘的黑暗之中隐藏着一个大行星,主要是因为观察到了该区域一些已知天体的运行轨道存在些许异常状况。自从这颗神秘行星存在的可能性被提出以来,天文学家们已经对其结构、轨道、对地球可能构成的潜在威胁以及可能的来源等问题都做了大量的研究和模拟计算工作。

但即便有了以上所有这些数据,我们是否正在接近真正找到这颗行星?下面就让我们仔细审视我们手边已有的一些研究结果并看看它们究竟意味着什么。

这是一颗系外行星?

有关这颗行星的最新研究对其来源问题提出了几种较为新颖的观点,其中较为主流的有两种。一种认为这颗行星形成于太阳系早期,随后由于某种机制而被“排挤”到了太阳系的边缘地带,或许是一次撞击事件。

不过,另外一种理论认为这颗行星实际上可能是太阳在大约45亿年前,从路过的其他恒星那里“偷窃”来的,因此可以被认为是一颗系外行星。要知道恒星一般都形成在较为密集的星团或者星群之中。因此在太阳形成初期,它也应该是处于这样一个较为密集的恒星集群之中。由于当时恒星之间比较接近,于是太阳也就有机会从其他恒星周围“窃取”行星并据为己有,这样的可能性并非完全不存在。

研究人员同时也指出,未来还需要开展针对海王星轨道外侧小天体位置和轨道参数的更多观测和模拟计算工作,这样或许将为我们提供更多线索,并最终判定以上两种起源学说中究竟哪一种才是正确的。

太阳系发现的第九大行星:零下226度 氢氦气为主

在目前阶段,由于还缺乏对于这颗猜想中行星以及受其影响的相关天体的直接观测数据,以上我们所开展的一系列研究基本上都是非常粗略的。

与此同时,类似这样的工作也提供了一些非常有趣的观点,但最终,一切的观点都需要证据来支持。但不管如何,如果最终能够证实这颗行星的确存在,甚至真的是一颗被太阳捕获的行星,那么这恐怕就是我们真正访问一颗“系外行星”的最佳机会了。

其成分可能是铁和冰

其他计算机模拟计算研究认为,这颗行星可能是一颗遥远的冰冻巨行星,类似天王星和海王星。他们计算了假设这样一颗天体形成于太阳系内部,后来迁移到距离太阳非常遥远的位置上,在此期间其大小、温度、亮度和颜色等方面可能发生的演变过程。

这样的研究结果显示这颗所谓的“第九大行星”可能类似一颗“迷你天王星”,拥有一个铁质内核,硅酸盐地幔,外层是水冰层,在外侧则是氢氦为主成分的浓密大气。其地表温度大约为零下226摄氏度,主要热量来源将是内部热源而非来自太阳的光照,这就意味着要想通过光学望远镜对其进行观察将会十分困难。

事实上,这颗行星反射的太阳光将非常少,也就意味着对其观测效果最好的可能是在红外波段,而非可见光波段。这样的研究对于科学家们对这颗行星开展模拟计算和搜寻工作十分有帮助,因为至少这将告诉科学家们,他们在搜寻的天体究竟长什么样子。

探测难度可能超出想象

提出这颗行星可能存在的科学家以及其他天文同行们,正在全球调动大量大型观测设备对这颗潜在目标进行搜索。另外还包括利用广域红外巡天望远镜(WISE)、卡特里娜巡天项目以及“泛星巡天项目”,并对其数据进行梳理和分析。到目前为止,这些搜寻工作还尚未取得进展。

目前和未来规划中的观测中计划投入搜寻工作的望远镜包括夏威夷莫纳克亚山顶的日本昴星团望远镜、位于南美洲安第斯山区的ALMA阵列,暗能量巡天计划乃至计划在2018年发射升空的詹姆斯·韦伯空间望远镜等等。但或许,我们还有更好的办法去开展搜寻工作。

比如说,有观点认为正在土星轨道运行的卡西尼探测器的飞行路径可能受到了这颗未知行星的引力摄动影响。或许我们可以据此将这颗行星的未知确定在一定的范围内。不过关于这颗行星的引力影响卡西尼飞船轨道的说法也遭到很多专家的质疑和反对。

那么,为何我们到现在都还没有能够在搜寻方面取得任何进展呢?对于这颗行星内部物质成分的模拟计算也显示,利用类似WISE这样的项目要想找到这样一颗天体也是比较困难的。并且,目前的一些估算认为这颗行星的质量可能只有地球的3.7倍。相比此前认为大约10倍地球质量的估算,这一估算值已经大大缩水。基于这些事实,很多专家认为要想依靠现有设备找到这样一颗行星将是巨大的挑战,但未来升级之后更加先进的设备则更有希望。

对地球的威胁?不太可能

目前科学家们对于这颗潜在行星的轨道距离估算一般集中在1200~2000天文单位的范围内,这是一个极其遥远的距离概念(相比之下,冥王星距离太阳大约50个天文单位)。从这样一个角度上看,这颗神秘行星对地球可能构成的威胁是难以想象的。

但阴谋论者们总是有办法,他们立刻指出,或许这颗行星只不过是很多类似天体中最先被发现的一颗,其中总会有一颗有朝一日可能会对我们产生威胁的。但到目前为止我们已经发现了很多距离遥远的柯伊伯带天体,尚未确认其中的任何一颗会对我们构成任何威胁。相反,我们必须时刻警惕距离地球很近的那些所谓“近地小天体”可能对我们产生的影响。

第九大行星,如果它真的存在,那也一定是极难被探测到的。我们通过对柯伊伯带现在已知的六颗天体的轨道特征进行分析,似乎的确提示我们那里存在着一个未知的星球,但即便这一点目前看来也尚未在天文学界得到一致的认可,当然这也不妨碍科学家们着手开展详细的研究和搜寻工作。

感谢计算机模拟工作所取得的进展,我们已经在逐渐缩小这颗行星可能的搜寻区域。随着时间推移,观测技术会发展地越来越先进。因此有很多专家都抱有这样的观点:如果所谓的第九大行星果真存在,那么人类一定会在未来几年内找到它。

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