太空探索：柯伊伯帶天體指向行星9？
2016年1月20日，加州理工學院的研究人員康斯坦丁·巴蒂金和邁克爾·布朗宣佈，他們已經發現證據表明太陽系邊緣存在一顆巨大的行星。基於數學建模和計算機模擬，他們預測這顆行星將是超級地球，是地球大小的2到4倍，是地球的10倍。他們還估計，考慮到它的距離和高橢圓軌道，繞太陽運行需要1萬到2萬年。
從那時起，許多研究人員對他們自己研究這種神秘的“行星9”的存在作出了回應。最新的一個來自亞利桑那大學，來自月球和行星實驗室的一個研究小組表示，遙遠的柯伊伯帶天體（KBO）的極端偏心可能表明他們過去曾與一顆巨大的行星相交。
一段時間以來，人們已經知道有一些已知的KBO動態與其他帶對象的動態不同。儘管大多數受到氣體巨行星在其當前軌道（特別是海王星）中的重力的顯著控制，但柯伊伯帶的分散盤狀群的某些成員具有異常緊密間隔的軌道。
當Batygin和Brown在1月份首次公佈他們的研究結果時，他們表示這些物體相對於它們的近日點位置和軌道平面而言似乎是高度聚集的。更重要的是，他們的計算表明，這種偶然發生的可能性非常低（他們計算的概率為0.007％）。
亞利桑那大學的一個研究小組 - 其中包括Renu Malhotra教授，Kathryn Volk博士和王賢宇教授 -在一篇題為“珊瑚與極端共鳴的柯伊伯帶天體的珊瑚”的論文中，從另一個角度看待事物。事實上，如果行星9與某些高偏心率的KBO相交，他們推斷，它的軌道與這些物體共振是一個很好的選擇。
相反，他們推測它是一個遙遠的古怪行星，負責維護這些KBO的軌道。為了做到這一點，所討論的行星必須是地球的十倍以上，並且有一個大致位於同一平面上的軌道（但是近日點的角度與KBO的距離相差180°）。
這樣一顆行星不僅為高深度的Sedna類物體的存在提供瞭解釋- 即在太陽周圍具有極其偏心軌道的小行星。它還有助於解釋外太陽系中遠處和高度傾斜物體的來源，因為它們的起源直到現在還不清楚。
為了打破它，由於遇到擾亂其軌道的較大物體，小型物體一直從太陽系中彈出。為了避免被彈射，需要通過軌道共振來保護較小的物體。雖然較小和較大的物體可能在彼此的軌道路徑內通過，但它們永遠不會足夠接近，以至於它們能夠相互產生顯著的影響。
這就是冥王星仍然是太陽系的一部分，儘管有一個古怪的軌道週期性地穿過海王星的路徑。雖然海王星和冥王星穿越彼此的軌道，但它們之間永遠不會相互靠近，以至於海王星的影響會迫使冥王星離開我們的太陽系。使用同樣的推理，他們假設Batygin和Brown檢查的KBO可能與Planet 9處於軌道共振。
正如Malhotra博士，Volk和Wang通過電子郵件告訴今日宇宙：
“我們在論文中研究的極端柯伊伯帶物體與其他物體截然不同，因為它們都有非常遙遠的橢圓軌道，但它們與太陽的最接近的距離並不足以讓它們與海王星有意義地相互作用。所以我們我們的太陽系中已知的行星對這六個觀測物體的軌道目前尚未受到影響。但如果還有另一個尚未觀測到的行星距離太陽有幾百個星球，這六個物體將受到該行星的影響。
在檢查了這六個KBO的軌道週期--Sedna，2010 GB174,2004 VN112，2012 VP113和2013 GP136之後 - 他們得出結論，一個假想行星的軌道週期約為17,117年（或半長軸約為665 AU），將與這四個對象具有必要的週期比率。這將屬於Batygin和Brown估計的行星軌道週期（10,000 - 20,000年）的參數。
他們的分析還提出了關於地球與KBO有什麼樣的共振的建議。雖然Sedna的軌道週期與地球有3：2的共振，但2010 GB174將是5：2共振，2994 VN112採用3：1，2004年VP113採用4：1，而2013 GP136採用9：1。如果不存在更大的行星，這種共振就不太可能發生。
“為了使外太陽系中的共振具有動態意義，你需要其中一個物體具有足夠的質量，以便在另一個物體上具有相當強的引力效應，”研究小組說。“極端的柯伊伯帶天體並不是非常龐大，彼此之間的共振，但是它們的軌道週期沿著簡單的比例下降的事實可能意味著它們各自與一個巨大的，看不見的物體共振。”
但最令人興奮的是，他們的發現可能有助於縮小Planet 9可能位置的範圍。由於每個軌道共振提供了所涉及的物體之間的幾何關係，這些KBO的共振配置可以幫助指向天文學家到太陽系中的正確位置找到它。
但是，當然，馬爾霍特拉和她的同事們自願承認仍有幾個未知因素，在確認星球9之前需要進一步觀察和研究：
“這裡有很多不確定因素。這些極端柯伊伯帶天體的軌道並不是很清楚，因為它們在天空中移動非常慢，我們只觀察到它們軌道運動的很小一部分。所以它們的軌道週期可能不同從目前的估計來看，這可能會使其中一些人與假想的行星不共振。也可能只是物體的軌道週期相關的機會;我們沒有觀察到很多這類物體，所以我們有一組有限的數據。“
最終，天文學家和我們其他人只需要等待進一步的觀察和計算。但與此同時，我認為我們都同意第9個星球的可能性肯定是一個有趣的！對於那些長大以來認為太陽系有九顆行星的人來說，過去幾年（冥王星降級而且這個數字下降到八顆）已難以接受。
但是，在太陽系外緣可以確認這個超級地球的情況下，這個數字可以很快被推回到九個！
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