我们过去都认为太阳系有九大行星。但 2006 年,太阳系只剩下八大行星,当冥王星不再被归类为。海王星之外是否还可能存在行星?可能远远超出海王星的范围?
在过去的20年里,我们在探索外太阳系方面取得了重大进展。
我们正在谈论的是海王星外空间,是巨行星领域之外的永恒之夜。在这次探索中,我们遇到了一群令人惊讶的居民,即所谓的极端外海王星天体,其特殊特性引起了科学界的激烈争论。
一些研究人员认为,这些行星群代表着一种看不见的存在,是一颗尚未在黑暗寒冷的太阳系范围内发现的新行星。然而,其他人则认为,这样的行星根本不存在,这些极端的外海王星特征是由于我们有限的观察不完整,即所谓的“观察偏差”。
一个假设的巨大而遥远的世界
这颗假想行星暂时被称为第九行星。第九行星被认为并不是像冥王星或近年来发现的许多其他海王星外天体那样的小天体。详细模拟人们已经建立了一个理论模型,来推测该天体可能具备哪些特征,以产生观察到的效果,而结论是,它一定是一颗非常大的行星,质量是地球的 4 到 8 倍。
它距离太阳一定也极其遥远:大约是冥王星距离的十倍。甚至可能更大。
如果它存在,那将是一种新型行星,不同于我们目前所知的太阳系行星。我们的行星邻居基本上分为两类。它们要么是具有固体表面的小型岩石世界(水星、金星、地球和火星),要么是气态巨行星(木星、土星、天王星和海王星)。
第九行星介于这两个类别之间。它可能是所谓的超级地球,一颗比地球更大的岩石行星,也可能是亚海王星,一颗质量较小、比海王星略小的气态行星。
我们已经找到围绕其他恒星运行的行星但由于距离我们太远,我们对它们知之甚少。如果在我们自己的太阳系中发现一颗行星,将为详细研究目前几乎未知的一类行星打开大门。
小行星 CNEOS14 的漫长旅程
我们如何才能探测到这颗行星 9?这不容易。由于距离如此遥远,它的亮度会非常暗淡,我们需要强大的望远镜。问题是这些望远镜的视野通常非常小。这就像用显微镜扫描一个非常大的区域以寻找我们掉落的小东西。近年来,人们进行了大量的观察努力,试图发现这个难以捉摸的世界——但迄今为止尚未成功。
几个月前,哈佛大学两名研究人员发表了一篇科学文章已发布指出 2014 年坠入太平洋的陨石 (CNEOS14) 并非来自太阳系。这将是我们探测到的第一颗星际物体,一颗直径约一米的小行星以每秒 60 公里的速度穿越太阳系时撞击了我们的星球。
正是这种高速让研究人员断定它是来自其他恒星的访客。要做到这一点,他们首先必须排除该物体被太阳系行星的引力加速或偏转的可能性,这很容易通过重建其轨迹并查看它是否经过任何已知行星附近来验证。在本例中,小行星没有经过任何已知行星附近。
但是,如果 CNEOS14 在穿越太阳系的过程中与一颗未知的行星发生相互作用,情况会怎样呢?这是我们自问的问题,并由此开辟了一条新的研究方向。
惊人的巧合
当我们根据最详细的模拟结果在星图上绘制出行星必须拥有的轨道,然后叠加 CNEOS14 的起源时,出现了第一个表明 CNEOS14 陨石与第九行星之间可能存在联系的线索。我们发现陨石的起源与模拟预测第九行星最有可能出现的区域之间存在惊人的巧合(见下图)。这种巧合是偶然结果的概率约为 1%。
按照这个思路,我们进行了模拟,重建了 CNEOS14 的轨迹,并发现了另外三个统计异常,这些异常对于直接来自星际介质的物体来说极不可能出现。
结合这些不规则现象的概率,我们发现,要么是星际介质中的物体存在一些我们还不了解的东西,要么是 CNEOS14 有 99.9% 的可能性会撞上外太阳系中的一颗未知行星——而这个新世界就位于模拟所预测的区域。
这些巧合和统计异常促使我们提出了“信使假说”,指的是天体物理学中“信使”一词的使用,指的是从天体带给我们信息的粒子。根据这一假说,CNEOS14 可能在 30 到 60 年前被外太阳系的一个未知大质量物体(可能是第九行星)偏向我们的方向。
如果这个猜想是正确的,通过追溯 CNEOS14 的轨迹,我们将找到第九行星的位置,根据我们的计算,非常接近白羊座、金牛座和鲸鱼座的交汇点。
我们正在进行一项观察活动贾瓦兰布尔天文台(特鲁埃尔)进行搜索。这项任务仍然很困难,需要时间和精力,因为要扫描的区域仍然很大,寻找的物体非常暗淡,但现在看来是可行的。
当然,今天我们的假设只是猜测,就像第九行星的存在一样。然而,这是一个有充分依据的推测,满足科学界认真对待的三个要求:a) 物理上合理;b) 有充分的依据;c) 经验上可验证。
CNEOS14 可能正在向我们指示第九行星的位置。或者,这只是一个伟大的宇宙巧合。无论如何,这是一个美丽的故事,我们可以用一句古老的意大利谚语来概括:如果不是真的,那很好找(即使它不是真的,也是经过深思熟虑的)?顺便说一句,这句话出自一位天文学家,文艺复兴时期的修道士佐丹奴·布鲁诺。
赫克托·索卡斯-纳瓦罗,天体物理学科学研究人员。 特内里费岛科学与宇宙博物馆馆长,加那利群岛天体物理研究所和伊格纳西奥·特鲁希略·卡布雷拉, 天体物理学科学研究人员,加那利群岛天体物理研究所