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太阳系存在第九颗行星吗

2021-02-22 中国科学报 徐锐
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第九颗行星假想图 图片来源:Shutterstock

  多年来,科学家一直在争论,太阳系边缘是否存在一颗质量至少为地球5倍的隐形行星。现在,一项对遥远且冰冷物质的新分析给存在第9颗行星的假设带来了冲击。该分析质疑了一些科学家提出的上述物质受一颗巨大行星引力作用的证据。

  但是,上述发现并未完全排除有第9颗绕太阳运行的行星的可能。天文学家表示,还需要更多数据才能平息这场争论。

  2016年,美国加州理工学院天文学家Mike Brown和Konstantin Batygin观测到6颗跨海王星天体(TNO)的轨道似乎聚集在一起。这些天体是太阳系柯伊伯带的一部分。他们认为,这种轨道的聚集是由一颗隐藏于太阳系某处的巨大行星的引力所致。他们推测,这颗行星到太阳的距离至少是地球和太阳间距的400倍,或是最著名的TNO矮行星——冥王星到太阳距离的10倍左右。

  如果上述推测被证实,将是太阳系探索的一个重大发现。但是,该假设并未令所有天文学家信服,如有人对TNO轨道是否聚集在一起产生怀疑,因为研究人员只在某些方向对其进行了仔细观察。

  美国密歇根大学安娜堡分校物理学家Kevin Napier领导的一个研究小组对这一问题作了进一步分析。研究人员将3次对14个“极端”TNOs(ETNOs,即运行轨道在海王星轨道更外侧的天体)运行轨道的研究结合起来,发现即便在附近没有行星存在的情况下,也可以解释这些天体轨道为何如此。在考虑了选择偏差后,数据表明ETNOs在宇宙中均匀分布。

  Napier表示:“这是对3个最具成效的ETNO发现调查的首次荟萃分析。”相关研究新万博近日发布于预印本平台arXiv上。

  为了研究这些天体是否真的聚集在一起,Napier的团队建立了一个计算模型,模拟太阳系外100亿个均匀分布的ETNOs,然后观察其中一个小样本产生的结果与现有观测结果相匹配的概率。最终得出的结论是,没有理由认为ETNOs分布不均匀,而且观察到的天体轨道可能只是因为选择偏差而聚集在一起。

  Napier表示,这并不意味着第9颗行星不存在,但也并非只有第9颗行星存在才能解释这些数据。然而,Brown对此并不赞同:“他们的数据中有强有力的证据表明第9颗行星存在。”

  总而言之,第9颗行星存在与否的争论还在继续。智利的维拉·C·鲁宾天文台将于2022年开始为期10年的天空观测,或将探测到更多位于柯伊伯带的天体。即使第9颗行星不在那里,这样的探索也是有益的。

  相关论文信息:https://arxiv.org/abs/2102.05601

打印 责任编辑:阎芳
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