【2016-06-03】科学家猜测“第九行星”是太阳从系外“偷”来的
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星仙帝SIK 楼主
据英国每日邮报报道,天文学领域最大的一个谜团就是太阳系“第九行星”是否存在,以及它的成分如何?目前,瑞典兰德大学天文学家最新研究显示,很可能“第九行星”事实上是一颗系外行星。
他们认为,在宇宙早期进化时期这颗行星运行至太阳较近距离时被太阳“窃取”,它是迄今完全未探测到的太阳系一部分。它将成为太阳系内部发现的第一颗系外行星。兰德大学天文学家亚历山大-马斯蒂尔(Alexander Mustill)说:“非常有趣的是,当天文学家在数百光年之外的其它行星系统中寻找系外行星时,我们的太阳系竟然隐藏着一颗系外行星。”
他们认为,在45亿年前太阳处于年轻阶段,太阳窃取了第九行星,系外行星的定义应当是位于太阳系外部,但目前这一定义的限定方式变得模糊。
天文学家指出,许多信息表明第九行星被年轻时期的太阳捕获,从那时起至今未被完全探测到。据悉,恒星诞生于星团之中,经常有其它的恒星擦肩而过,当两颗恒星近距离遭遇时,一颗恒星很容易“窃取”另一颗恒星轨道中的一颗或者多颗行星,第九行星就可能是被太阳窃取的行星。
在一项计算模拟实验中,亚历山大和同事们发现第九行星很可能被太阳捕获,当它与太阳近距离接触时。他指出,第九行星很可能是被其它行星“推挤”下被太阳捕获,或者它位于原行星系统最远端,当运行至太阳较近距离,同时与主恒星的引力束缚较弱时,最终脱离了原轨道,之后第九行星进入一个环绕太阳运行的轨道。
亚历山大表示,目前我们仍未拍摄到第九行星的图像,也未发现它释放的光线。我们不知道这颗行星是由岩石、冰层还是气体构成,我们猜测它的质量很可能是地球的10倍。在确定第九行星的具体身份之前,我们仍需要进行大量的工作。如果该理论是正确的,那么这项最新研究提供了理解太阳和地球的重要信息。
2016年06月03日 02点06分 1
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2016年06月04日 03点06分 9
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追踪隐藏的世界
对太阳系隐藏行星的第一次搜寻开始于19世纪早期,当时科学家越来越确信,天王星(从音乐界转行过来的天文学家威廉•赫歇尔在1781年偶然发现了这颗行星)的轨道并不符合牛顿引力定律的预言。有些科学家猜测,这种异常是一颗尚未发现的大行星的引力作用导致的。1846年,德国天文学家约翰•伽勒(Johan Galle)发现了这颗气态巨行星海王星,其位置大致与他的法国同行于尔班•勒威耶(Urbain Le Verrier)计算的结果相符。(有证据表明伽利略早在1612年就用他的小型简易望远镜看到过海王星,但他认为那是颗恒星。)
20世纪早期,波士顿贵族珀西瓦尔•洛厄尔(Percival Lowell)开始在他设于亚利桑那州的私人天文台搜索另一颗隐藏行星。这颗隐藏的巨行星存在的证据来自天王星和海王星的轨道异常。1930年初,洛厄尔天文台的一位年轻助理克莱德•汤博(Clyde Tombaugh)发现了一颗位置大致与计算符合的行星,重现了海王星的发现过程。据《纽约时报》在1930年3月14日的报道:“这颗可能比木星大的球状天体距离地球4000000000英里,与预测相符。”
然而事实并非如此。几十年内人们就发现冥王星远远小于木星,实际上比月球还小。它微小的引力不能解释天王星和海王星的轨道异常——但这并不重要,因为在进一步观测中,这些异常逐渐消失了。从这个角度说,冥王星是一个误报。
但从更高的层面上看,冥王星的发现是极其重要的。到20世纪80年代,行星科学家开始怀疑冥王星并不仅仅是一个在太阳系冰冷的外缘孤单运动的行星,而是被称为柯伊伯带的天体聚集区中最亮的一颗天体。1992年,天文学家利用位于夏威夷的望远镜发现了第一颗柯伊伯带天体(冥王星之外的),从那以后,观测者已经记录了大约1500颗KBO。2005年发现的阋神星(Eris)大小与冥王星差不多,质量则明显超过了冥王星,这意味着可能需要在当时的九大行星名单中加入更多的成员。由此引起的担忧使得国际天文学会在2006年将冥王星从行星降级到了矮行星。
重组太阳系
柯伊伯带的发现反过来提高了最近的X行星搜索行动的可信程度,因为它可以解释为什么这样一个天体会离太阳如此之远以至于我们从未观测到它。计算机模拟表明,柯伊伯带的冰质天体应该形成于现在的海王星轨道附近。某个天体将它们扔(或者用专业词汇来说,散射)到了现在的位置。天文学家根据这一观测结果提出了一种理论:在由尘埃和气体组成、围绕新生太阳运动的原行星盘中,行星逐渐生成,在这之后太阳系曾陷入一片混乱。在这个动荡时期,木星、土星、天王星和海王星很可能从初始轨道向外移动了数百万千米,而它们的引力作用把柯伊伯带天体推向了太阳系外侧。有些模拟甚至显示可能存在第五个气态巨行星,在其他气态巨行星调整位置时,这个行星被彻底弹出了太阳系。
同理可以推测,如果存在一个超级地球,它也有可能在这场骚乱中被抛向外面。而且,因为在过去几十年中发现的数千颗太阳系外行星中,超级地球很常见,所以认为太阳系曾经也有一颗是合理的。考虑到这一点,犹他大学的本•布罗姆利(Ben Bromley)说:“我们做了数次大型模拟,考虑一个超级地球从现在的木星和土星轨道附近散射出去后会发生什么。”他和哈佛-史密森尼天体物理中心的斯科特•凯尼恩(Scott Kenyon)合作发现,在大多数情况中,超级地球会进入一个狭长的椭圆轨道,而且这个轨道会逐渐拉长直到行星完全脱离太阳系。但如果散射发生的足够早——大约在行星形成后的1 000万年内,也就是在原行星盘的气体消散之前,布罗姆利说,“超级地球可能会(通过引力)与气体相互作用,最后停留在太阳系偏远区域的某条近圆轨道上。”
这是20世纪早期洛厄尔寻找的那个大质量X行星形成的一种途径,而伽勒和勒威耶在半个世纪前找到的海王星也可能是通过这种途径形成的。凯尼恩和布罗姆利发现,X行星的另一种形成途径是让超级地球直接诞生于距离太阳大约200天文单位(AU)的地方,也就是日地距离(9300万英里)的200倍。(作为比较,海王星到太阳的距离为30 AU。)直接在原处形成X行星有一个必要条件:在距离太阳如此遥远的地方仍有足够多的原材料,如鹅卵石大小的石头和冰块,可以让行星形成。
没有直接证据表明我们的太阳系符合这一条件,但有充分的证据证明,在中央恒星与太阳非常相似的行星系统中存在这种情况。“如果你观测邻近的太阳型恒星”,凯尼恩说,“会发现某些恒星的碎屑盘一直延伸到了距离恒星大约200 AU的地方。所以这并非没有先例。”尽管没有证据表明在那些邻近恒星周围同样距离处形成了超级地球,但“至少有了基本的材料。”不过,凯尼恩和布罗姆利在10年前开始做这方面的研究时,这些模拟都还只是纯粹的猜测,从未有人观测到超级地球的确存在于那里的迹象。
2016年06月04日 03点06分 10
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