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太阳系“第九大行星”在哪?

“第九大行星”可能的运行轨道。

自冥王星被踢出太阳系“行星俱乐部”以来,恒星系统中已知的行星变成了八颗。然而,近日有一些证据表明,或许还存在另一颗未知行星――一颗潜伏在太阳系边缘外侧的行星。到目前为止,科学家们还没有发现它的踪迹,但一项最新研究成果确定了它的潜在方位与范围。

“第九大行星”存在的证据源自它对其他天体产生的引力,若这颗行星存在,其引力将影响其他行星的轨道。届时,我们只需借助一些数学运算,就能找到引力的源头――这也是科学家发现海王星的方法。不过,这颗潜在的“第九大行星”并没有表现出任何引力作用,我们只是在太阳系外边缘附近看到了一圈表现出聚集效应的奇特冰状小型天体(KBO,柯伊伯带天体)。如果柯伊伯带外不存在其他行星,这些KBO的运行轨道在太阳系轨道平面内的定向理应是随机的。但恰恰相反,我们看到很多KBO的轨道都朝同一个方向聚集。换句话说,这种现象为随机的可能性不太大。

早在2016年,研究人员就调查了KBO的分布情况,当时他们认为,这种聚集效应是由一颗尚未被探测到的外部行星造成的。根据计算结果,这个星球的质量相当于5个地球,距离太阳的距离大约是海王星与太阳距离的10倍。这篇论文甚至计算出了这颗星球可能所在的区域范围。然而,之后的天文搜索一无所获,这让一部分人认为,第九行星并不存在,轨道的怪异表现并不能作为证据;还有人认为它确实存在,只是我们看不见,因为它是一个原始黑洞。

这项最新研究重新审视了早前的结果。其中分量较重的结论是:我们观察到的聚集效应可能只是由于观测数据偏差造成的。在考虑了这种偏差的影响后,研究人员发现聚集效应仍不同寻常――它只有0.4%的可能性是偶然发生的。因而,他们重新计算了“第九大行星”的潜在运行轨道。

有趣的是,新算出的轨道显示,“第九大行星”比原先认为的更接近太阳。这就奇怪了,如果它的距离真的这么近,我们应该早就找到它了。研究人员认为,到目前为止的观测行动已经排除了“第九大行星”可能所在的若干近距离位置,这将有助于进一步缩小范围。如果这颗行星真的存在,那么在不久的将来,位于智利的维拉・鲁宾天文台就能探测到它。

科界原创

编译:朱明逸 审稿:西莫 责编:陈之涵

来源:arxiv预印本网站

原文链接:https://phys.org/news/2021-08-planet.html