03.05 什么是太阳系第九大行星?为什么有些天文学家说太阳系还有一颗行星未发现呢?

宇宙与科学


冥王星没有降级之前,一些天文学家就热衷于寻找太阳系第十大行星,在冥王星降级为矮行星后,寻找大行星的工作依然进行,只不过变为寻找第九大行星了。

为什么人们相信一定会存在那颗大行星呢?一部分原因是威廉·赫歇尔在1781年发现天王星后,时隔不久,天文学家就发现,这颗新行星的轨道有点“不正常”,没有准确的按照牛顿万有引力定律推算出的轨道绕太阳运行,时不时会有“越轨”的现象。天文学家设想导致天王星轨道扰动的原因很可能是在天王星的外面,还有一颗未被发现的行星,正是这颗尚未露面的行星的引力“扰乱”了天王星的轨道。但是由于当时观测技术的限制,这颗比天王星还要遥远还要暗淡的行星一直没有被发现。直到19世纪40年代,有两个年轻人(法国的勒维耶和英国的亚当斯)几乎同时解决了这个难题。不过他们没有使用最先进的天文望远镜,只是用笔和纸就找到了这颗遥远的行星。1846年8月底,36岁法国人勒维耶完成了计算,他把计算结果分别寄给欧洲大陆的几个天文台,请求他们帮助进行观测验证。9月下旬,德国柏林天文台的天文学家加勒在收到信的当晚,便在勒维耶所指的天空位置上找到了这颗新行星。后来人们用希腊神话中海洋之神的名字命名了这颗行星,中文就叫“海王星”。所以说,海王星也被称为笔尖上发现的行星。

找到了海王星之后,天文学家发现,海王星还并不足以解释天王星轨道所受扰动的程度,而海王星的轨道,也像受到另一个未知天体的影响,有一些“扰动”,也就是这两颗行星的公转轨道并未完全符合牛顿的万有引力定律,于是天文学家们故技重施,再次假设海王星轨道外还有一颗大行星仍未被发现,正是这颗行星的引力扰动海王星的轨道。

功夫不负有心人,1930年,冥王星现身——天文学家只高兴了一阵,就发现冥王星实在太小,无法对天王星施加明显的影响。半个多世纪之后,基于旅行者号探测器的测量所得的最新计算表明,天王星和海王星的轨道本身就已经很完美了,不需要另一颗大行星施加额外的影响。

自冥王星从“大行星”行列中被剔除以后,现在天文学界普遍认为“第九大行星”再次被发现的可能性并不大,不过也有天文学家通过计算认为“第九大行星”还是有存在的几率的。

2016年,美国加州理工学院的康斯坦丁·巴特金(Konstantin Batygin)和麦克·布朗(Mike Brown)在美国《天文学杂志》上发表论文,称他们已通过数学和计算机建模发现了太阳系存在第九大行星的强有力证据。巴特金和布朗是从海王星轨道以外6颗已知小天体奇特的聚集方式中推测出那颗神秘行星的存在。通过计算,他们认为这颗行星质量约为地球的10倍,冥王星的5000倍,其引力足以影响太阳系边缘几个矮行星的运行轨道。这颗“新行星”到太阳最近距离也要比海王星远7倍,也就是大约200个天文单位,最远时可能达到600到1200个天文单位,已经远远超出柯伊伯带的范围。

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,得出那里存在着一个未知的星球,这一点目前也尚未在天文学界得到一致的认可,当然,关于第九大行星,只有真正观测到,人们才能最终认定这颗行星的存在。如果它真的存在,那也一定是极难被探测到的。不过随着时间推移,观测技术也会越来越先进。所以,如果所谓的第九大行星果真的存在,那么人类一定会在未来几年内找到它。


清明的星空


可以说,已经有证据表明存在第九大行星了!从距离太阳三十到五十太阳单位的柯伊伯带,是一片广袤而黑暗的区域,存在着各种矮行星,其中包括冥王星!近年来,在柯伊伯带上发现的天体与日俱增。正是因为发现了许多与冥王星差不多大,甚至比它还大的小行星,导致天文学家不得不对冥王星做降级处理,这些行星,都被称为矮行星!由于远离太阳,太阳引力的作用不明显,这些行星的轨道会于黄道平面有夹角,一般来说这些夹角是随机的,除非受另外一个大天体的影响。16年,有天文学家发现有六颗矮行星的黄道夹角一样,造成这一现象的原因可能是一颗未知天体在背后“牵引”着它们。随后的计算表明,这颗天体质量约为冥王星的4500倍,地球的10倍,直径是地球的2~4倍。完全达到了行星的资格,不过由于距离太阳实在太远,暂时无法观测,所以说,要确定第九大行星的存在,还有待时日!


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