太陽(yáng)系有沒(méi)有九大行星

　　行星，通常指不發(fā)光，環(huán)繞著(zhù)恒星運轉的天體。其公轉方向常與所繞恒星的自轉方向相同。下面是小編為大家整理的太陽(yáng)系有沒(méi)有九大行星，僅供參考，歡迎閱讀。

　　國際著(zhù)名雜志《科學(xué)》與《自然》在進(jìn)行2017年科學(xué)展望時(shí)，都把尋找太陽(yáng)系第九大行星列入其中。那么，這個(gè)問(wèn)題是如何提出的？天文學(xué)家們又為此付出了怎樣的努力？

　　2016年對于太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)是繼“冥王星降級”后又一個(gè)行星紛爭的年份，剛好在10年前的2006年，全世界的天文學(xué)家齊聚布拉格召開(kāi)國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì )大會(huì )，以投票的方式重新定義冥王星為矮行星。導致這一重大事件的直接原因之一，就是美國加州理工大學(xué)的麥克·布朗發(fā)現了比冥王星質(zhì)量更大的鬩神星。因此至今仍有很多人視布朗為“冥王星殺手”。再看看2016年1月布朗個(gè)人推特上的一條十分有趣的留言——“好吧好吧，現在我樂(lè )意承認：我堅信太陽(yáng)系有九大行星�！边@究竟是怎么回事呢？

　　一篇“驚世駭俗”的論文

　　2016年1月20日的《天文學(xué)雜志》上刊登了一篇“驚世駭俗”的論文，作者是美國加州理工大學(xué)的麥克·布朗和康斯坦丁·巴蒂金。他們根據6顆軌道怪異的柯伊伯帶天體（太陽(yáng)系內位于海王星軌道外，距離太陽(yáng)約30到50個(gè)天文單位的小天體）數據，用計算機數值模擬的方法得出結論：太陽(yáng)系很可能存在第九顆行星，其質(zhì)量約為地球的10倍，與太陽(yáng)的平均距離大約是海王星的20倍，軌道是非常扁的橢圓，而且近日點(diǎn)（行星軌道上與太陽(yáng)距離最近的位置）與其他行星相對，完成一整圈繞日公轉約需要1萬(wàn)年到2萬(wàn)年的時(shí)間。

　　布朗這樣描述6顆軌道奇特的柯伊伯帶天體：想象一個(gè)有6枚指針的表盤(pán)，每枚指針的運動(dòng)速度都不同，但在某一刻你看表盤(pán)時(shí)，驚訝地發(fā)現6枚指針都指向同一個(gè)方向。論文的作者認為，一顆尚待發(fā)現確認的行星，剛好能夠解釋這些柯伊伯帶天體的奇特軌道。

　　布朗和巴蒂金的論文發(fā)表后，引來(lái)了極大的關(guān)注，但也引來(lái)了不同的意見(jiàn)。西班牙的卡洛斯兄弟和英國劍橋大學(xué)的斯威爾·阿塞思提出，如果第九顆行星的質(zhì)量和軌道如布朗和巴蒂金所言，那么反推它對6顆柯伊伯帶天體的引力影響，就會(huì )發(fā)現這6個(gè)天體的軌道都是不穩定的，在短于15億年的時(shí)間里，它們全部都可能離開(kāi)太陽(yáng)系。因此在這個(gè)西班牙-英國團隊看來(lái)，最有可能的情況是太陽(yáng)系外圍存在不只一顆行星，而是有多顆，這樣才能讓奇特的柯伊伯帶天體軌道保持穩定。

　　需要至少三年才可能找到它？

　　布朗和巴蒂金分析的.6顆柯伊伯帶天體中有一顆特別引人注意，它的編號為2012VP113，是美國卡耐基研究所的斯考特·謝帕德和雙子天文臺的查得威客·特魯吉羅共同發(fā)現的已知距離最遠的太陽(yáng)系內天體。

　　作為尋找第九顆行星強有力的競爭團隊，謝帕德和特魯吉羅團隊利用位于智利和美國夏威夷的超大型望遠鏡，已經(jīng)搜索了大約全天10%的區域，但仍未找到第九顆行星的蛛絲馬跡，因為目前的數據只能給出這顆可能存在行星的大致軌道，如果正好位于近日點(diǎn)，那么它的亮度有可能被地面望遠鏡探測到，如果運氣不好，這顆可能存在的行星剛好位于遠日點(diǎn)附近，那么只有世界上最大口徑的幾臺望遠鏡才有機會(huì )捕捉到它的光亮。需要搜尋的天區面積實(shí)在是太大了，布朗和巴蒂金的樂(lè )觀(guān)估計也需要至少三年時(shí)間才有可能找到它。

　　莫衷一是的爭論

　　天文學(xué)家們大都認為，搜尋證認第九顆行星將會(huì )是漫長(cháng)的等待。就在布朗和巴蒂金宣布第九顆行星可能存在后一個(gè)月，大西洋彼岸的法國傳來(lái)喜訊。巴黎天文臺的艾格尼絲·費恩加和雅庫思·拉斯卡團隊在《天文學(xué)和天體物理學(xué)快報》上發(fā)表論文，宣稱(chēng)他們利用最高精度計算太陽(yáng)系行星運動(dòng)的INPOP程序，比對了卡西尼探測器自2004年進(jìn)入土星觀(guān)測軌道后的數據，發(fā)現如果在數值模型中引入第九顆行星，能夠解釋數據與理論計算值的部分偏差，特別是通過(guò)這種數據比對，該小組可以限定出第九顆行星不可能存在的天區，甚至給出了第九顆行星存在的最可能方向。換句話(huà)說(shuō)，雖然第九顆行星是否真的存在只能由直接的觀(guān)測來(lái)證實(shí)，但法國天文學(xué)家的結論能夠將行星可能存在的天區范圍縮小一半，這對于搜尋觀(guān)測來(lái)說(shuō)真是事半功倍！

　　然而，美國噴氣實(shí)驗室負責卡西尼探測器項目的威廉姆·�？思{隨即發(fā)表聲明，認為從2004年到2016年的卡西尼探測器軌道數據全部都能用現有數學(xué)模型解釋?zhuān)�不存在“無(wú)法解釋”的理論數值與觀(guān)測數據的偏離。如果真的存在第九顆行星，那么它的引力或許會(huì )影響土星的軌道，但不會(huì )對卡西尼探測器的軌道產(chǎn)生任何影響。

　　法國天文學(xué)家則認為，如果卡西尼探測器的軌道數據能持續到2020年，很可能會(huì )對第九顆行星的軌道測得給出非常有力的限定，但很可惜，卡西尼探測器因為燃料耗盡，將于2017年晚些時(shí)候墜入土星光榮退役！

　　三種可能的形成機制

　　即使我們更傾向于相信第九顆行星存在，那么問(wèn)題又來(lái)了：第九顆行星到底是怎樣形成的呢？美國哈佛史密松天體物理中心的李和弗萊德·亞當斯考慮了三種可能的形成機制，其中概率最高的圖景是這顆行星在太陽(yáng)系內形成，由于太陽(yáng)系早期處于星團內部，很容易受到星團內其他恒星引力的影響，于是這顆行星逐漸被拉到太陽(yáng)系邊緣，但這種圖景發(fā)生的幾率最高只有10％。其他兩種圖景分別為：第九顆行星本是一顆系外行星，當太陽(yáng)與行星的母恒星距離接近時(shí)，它被太陽(yáng)俘獲到太陽(yáng)系內；第九顆行星本是一顆自由的行星，浪跡在星際空間，被太陽(yáng)俘獲。這兩種圖景發(fā)生的概率更低，都小于2%。

　　美國猶他州大學(xué)的本杰明·布魯姆利和哈佛史密松的斯考特·肯揚的計算結果表示，李和亞當斯的第一種圖景還是有可能實(shí)現的。他們認為第九顆行星很可能是在距離太陽(yáng)較近的區域形成，但由于受到木星和土星的引力作用，慢慢被甩到太陽(yáng)系邊緣，而且如果未來(lái)能夠觀(guān)測證實(shí)行星存在，通過(guò)分析行星的成分可以反推其形成歷史，但這一切都有賴(lài)于觀(guān)測。

　　認為第九顆行星很可能是太陽(yáng)系捕獲的系外行星的天文學(xué)家也大有人在。瑞典隆德大學(xué)的亞歷山德拉·穆斯迪爾就語(yǔ)出驚人，提出第九顆行星是太陽(yáng)在大約45億年前從近鄰恒星“偷來(lái)”的一顆系外行星，當然他的理論需要很多“有利因素”同時(shí)存在，例如行星軌道必須很扁，星團中恒星間的距離必須較近等等。在穆斯迪爾看來(lái)，如果能夠證實(shí)第九顆行星存在而且是被太陽(yáng)捕獲的系外行星，那么它將是第一顆能夠派遣探測器對其進(jìn)行近距離觀(guān)察的系外行星，因為其他系外行星的距離都是以光年度量的。

　　一百多年后再次算出行星？

　　正如美國卡耐基研究所的斯考特·謝帕德所述：我們今天所處的情形與19世紀何其相似！自1781年赫歇爾發(fā)現天王星后，天文學(xué)家就注意到這顆行星的軌道觀(guān)測值與理論計算值之間有偏差，于是有人預言在天王星軌道外還有一顆行星，正是這顆行星的引力導致天王星軌道的偏差。英國的亞當斯和法國的勒威耶分別獨立計算出這顆新行星的位置，最終由德國的天文學(xué)家伽勒通過(guò)望遠鏡觀(guān)測證實(shí)了海王星的存在。因此海王星也被稱(chēng)為“筆尖上發(fā)現的行星”。如果在可預期的未來(lái)，大型望遠鏡能夠觀(guān)測確認第九顆行星的存在，那么它將是繼海王星之后，又一顆先通過(guò)計算（只是這一次是在計算機數值模擬的幫助下）預言，再由觀(guān)測證實(shí)存在的太陽(yáng)系行星。

　　如果真能確認發(fā)現太陽(yáng)系的第九顆行星，不僅能夠解釋柯伊伯帶天體怪異的軌道，還能解釋令天文學(xué)家一籌莫展的“柯伊伯帶懸崖”等一系列難題。太陽(yáng)系到底有多少顆行星永遠是最熱門(mén)的天文話(huà)題。十年前因為冥王星被踢出行星隊伍，有多少人唏噓不已，甚至耿耿于懷直至今日。歷史總是驚人的重復，不知今時(shí)是否會(huì )如100多年前一樣，由于其他天體軌道的異常，先通過(guò)計算再由望遠鏡觀(guān)測發(fā)現，證實(shí)一顆新太陽(yáng)系行星的存在？讓我們“拭鏡以待”吧。

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