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难以捉摸的“第九大行星”真的是太阳系外的一个巨大的碎片环吗?
2019-05-14 22:27:24

艺术家对柯伊伯带内小物件的描绘。

海王星以外的天体乖僻的轨迹摆放让科学家们估测出所谓的第九大行星的存在。第九大行星是太阳系外围的一颗想象中的大行星。新的研讨标明,一颗行星不需求到达反常轨迹,一个巨大的碎片环是一个更合理的解说。对这一提议持批评态度的人士说,还需求更多的依据。

难以捉摸的行星九,有时被称为行星X,被以为是由于某些柯伊伯带天体,也被称为外海王星天体(TNOs)的特别轨迹而存在的。天文学家现已记录了大约30个反常的TNOs到日期——以夸大和歪斜的轨迹和乖僻的聚类行为为特征的物体。为了解说这一现象,天文学家提出了一颗尚待发现的行星的存在。要想成功,第九大行星有必要间隔太阳约200个天文单位(AU),即186亿英里,质量是地球的10倍。依据这一理论,这颗想象行星的引力正在“引导”或逐步将TNOs推入其观测轨迹。

艺术家对行星九的描绘。

本周宣布在《天文学杂志》(the Astronomical Journal)上的一项新研讨,为行星九假说供给了一个风趣的代替方案。而不是调用一个奥秘星球来解说的某些柯伊伯带天体的轨迹,这项新研讨的作者Antranik Sefilian从剑桥大学和圣战Touma从贝鲁特美国大学,以为太阳系外部磁盘组成的岩石和冰能发生相同的效果作为一个大型外星球。

Sefilian和Touma没有为这个所谓的圆盘供给观测依据,只是由于它不存在。相反,作者提出了一个新的数学模型,证明了这种结构的理论或许性。重要的是,这个新模型并没有彻底扫除行星9的存在,或许至少是它的一个更小的版别,由于一个外行星和一个外碎片盘的引力联合效果相同能够发生观测到的TNO轨迹。

塞菲利安在一份声明中说:“第九大行星的假定很吸引人,但假如第九大行星真的难以捉摸的“第九大行星”真的是太阳系外的一个巨大的碎片环吗?存在,迄今为止它还没有被发现。”“咱们想知道是否有另一种不那么有目共睹,或许更天然的原因导致了咱们在一些TNOs上看到的不寻常轨迹。”咱们想,与其考虑第九颗行星,然后忧虑它的构成和不寻常的轨迹,为什么不简略地解说构成海王星轨迹外圆盘的小天体的引力,看看它对咱们有什么效果?

Sefilian和Touma并不是第一个提出这一理论的人。2016年,加州大学伯克利分校的天文学家安妮-玛丽马迪根(Anne-Marie Madigan)领导的一项研讨标明,由覆盖着冰层的行星组成的外柯伊伯带圆盘——太阳系构成过程中遗留下来的碎片——或许是乖僻的TNO轨迹的原因。这篇新论文的不同之处在于,它使用了一个数学模型来展现这个想象的圆盘,以及太阳系的八颗行星,是怎么影响TNOs的轨迹结构的。

在他们的新模型中,行星9被假定的圆盘所替代,其间的物体被假定涣散在一个很大的区域。依据塞菲利安的说法,这些天体的一起引力能够“解说咱们在一些TNOs中看到的偏疼轨迹”。

但是,假如这个外带的星子存在,它将推翻传统的关于海王星以外天体数量和总质量的猜测。依据研讨作者的说法,现在的理论标明,地球的总质量大约是地球的十分之一,但要让这个理论建立,它的质量有必要是地球的10倍左右。因而,这是一个很大的要求,需求进一步的证明。

“尽管咱们没有直接观测到这个圆盘的依据,但咱们也没有行星9的依据,这便是为什么咱们在研讨其他或许性。”但是,值得注意的是,对柯伊伯带类似物在其他恒星周围的查询,以及行星构成模型,提醒了很多的残骸残骸。“也有或许这两件事都是真的——或许有一个巨大的圆盘和第九颗行星。跟着每一个新的TNO的发现,咱们收集了更多的依据,或许有助于解说它们的行为。

马德里孔普卢腾斯大学的天文学家卡洛斯德拉富恩特马科斯说,要证明这个碎片盘的存在,就像证明第九颗行星的存在相同,并不像用望远镜查找那么简略。

马科斯通知Gizmodo:“这样的结构,假如是真的,似乎是现在的地上或太空望远镜无法到达的。”马科斯没有参加这项新研讨。“用现有或方案中的望远镜很难证明或否定这一假定。他弥补说:“这项研讨中探究的场景听起来适当具有估测性,但事实上,咱们对冥王星以外的太阳系知之甚少。”

咱们还采访了加州理工学院的天文学家康斯坦丁巴蒂金(Konstantin Batygin),他和搭档迈克布朗(Mike Brown)早在2016年就宣布了关于第九颗行星存在的依据。巴蒂金说,这项新研讨中的数学是“第一流的”,但他指出了天体物理学的一些缺陷。

首要,柯伊伯带被以为在间隔太阳约48 AU(45亿英里)的当地完毕,即所谓的“柯伊伯山崖”,在此之上TNOs能够忽略不计。其次,Batygin指出,最近的研讨标明,柯伊伯带的累积质量比地球的累积质量小50倍,远低于传统的十分之一地球的估量,当难以捉摸的“第九大行星”真的是太阳系外的一个巨大的碎片环吗?然也远低于10倍地球的估量。Batgyin说,这两个数据点难以捉摸的“第九大行星”真的是太阳系外的一个巨大的碎片环吗?合在一起,意味着Sefilian和Touma提出的大质量圆盘“有必要从太阳的数百AU处开端”,这是根据观测和天体力学已知的数据,这是不可信的。

他通知Gizmodo:“像太阳这样的恒星通常以星团的方式构成,这一点现已得到了证明,太阳系也不破例。””即cosmo-chemical参数以及奥尔特云的存在意味着在一群约10000颗恒星太阳寓居大约1亿年后其结构与研讨带给咱们的第三个问题:想象磁盘会被中止的一致性在太阳系前期的终身,经过累积引力势的太阳birth-cluster以及随机扰动经过恒星。”

他还发现,很难信任新的研讨标明,一个巨大的原行星盘能够存大兵在于100天文单位以外。

“典型的原行星盘只伸展到大约30到50 AU,”他说,“为什么太阳的原行星盘会在30 AU左右完毕,然后重新开端,超越100 AU?”开始想象的圆盘的相干性和偏疼性是怎么建立起来的?迄今为止,它的存在是怎么躲过观测查询的?”

Batygin说,所有这些问题,以及其他问题,“依然没有被研讨处理。”他说,终究,这篇新论文“在天体物理学上无法解说悠远太阳系的反常结构”。

毫无疑问,这篇论文的首要缺陷是缺少天文学依据——但相同的难以捉摸的“第九大行星”真的是太阳系外的一个巨大的碎片环吗?观念也适用于支撑行星九的观点。正如一些研讨指出的那样,柯伊伯带很有或许不存在轨迹反常,科学家是观测误差的受害者。换句话说,需求更牢靠的数据来标明外面发生了什么乖僻的工作。在天文学家持续寻觅第九大行星的一起,他们也应该在太阳系外围寻觅意想不到的碎片带的痕迹。

在科学上,寻求多种探究途径没有错。