我们对太阳系的认知仍在不断完善中。冥王星被降级为矮行星只是众多修正中的一项——近几十年来,天文学家们已经记录了许多新的矮行星,比如遥远的阋神星,并发现了更多围绕我们气态巨行星邻居的卫星。而现在,一些研究人员认为有证据表明,在海王星之外隐藏着一颗新行星。
日本两位天文学家 Patryk Sofia Lykawka 和 Takashi Ito 声称,一颗比地球稍大的行星潜伏在柯伊伯带中。柯伊伯带是冰质碎片的环状区域,冥王星也位于其中。他们上周在《天文期刊》上发表了他们的研究成果。这对组合并未直接观测到这颗行星,但他们的计算机模型表明,这样的行星可以解释其他柯伊伯带天体异常的轨道。
该研究的首席作者、日本近畿大学的天文学家 Lykawka 表示,柯伊伯带中的这种扰动“预示着”存在一颗质量为地球1.5至3倍的未发现行星。“太阳系将正式再次拥有九颗行星。”
[相关:我们的太阳系中可能隐藏着一颗冰巨行星]
柯伊伯带与小行星带有些相似:它包含了小块的岩石和冰,这些都是行星形成过程中遗留下来的物质。其中一些天体具有奇怪的轨道,它们绕太阳运行的路径极其倾斜或拉长(更像蛋形而不是像地球绕太阳运行的圆形)。这些奇怪的轨道表明,一定有什么巨大的东西在通过其引力影响着它们——这可能就是一颗未发现的行星。
并未参与这项新研究的耶鲁大学天文学家 Malena Rice 表示:“如果这颗行星位于相对较近的轨道上,也许在未来几年内就能被发现。”
Lykawka 和 Ito 的模拟表明,一颗行星可以解释柯伊伯带中的异常现象。他们称这颗行星为柯伊伯带行星(KBP),它将比遥远的海王星远6到12倍的距离绕太阳运行。KBP 的轨道也必须相对于太阳系平面倾斜约30度,这相当奇怪。矮行星冥王星之所以引人注目,是因为它相对于八大行星来说是倾斜的——而它的轨道仅倾斜约17度。
然而,这颗奇异而遥远的类地行星并非第一个被提出的隐藏天体。2016年,加州理工学院的天文学家声称在太阳系更遥远的地方发现了超级地球存在的证据,称之为第九行星或X行星。那些研究人员也将第九行星作为解释柯伊伯带异常现象的一种方式;这在科学界引起了相当大的轰动,人们争论了多年这些异常是真实存在的还是仅仅是观测结果有误。
Lykawka 声称 KBP 假说优于第九行星,因为它依赖于其他引起争议较少的观测。“我们证明了,位于太阳系远外的一颗假定的类地行星可以解释柯伊伯带的几项特征,并同时与观测结果相符,”他说。“而第九行星模型尚未证明这一点。”
然而,其他研究人员并不认为 KBP 是必需的。第九行星初步研究的参与者之一、加州理工学院天文学家 Konstantin Batygin 同意柯伊伯带确实存在一些需要被海王星之外的某个额外天体解释的异常。“然而,在第九行星模型的框架下,这一切早已被理解,”他说,并质疑这项新研究的必要性,因为其对隐藏行星的预测与现有第九行星假说有很大重叠。
[相关:太阳系下一颗行星将如何命名?]
Batygin 的模型表明,第九行星比 KBP 更大、更远:质量约为地球的五到六倍,距离太阳 500天文单位(AU)。(这些都是极远的距离——1 AU 等于地球与太阳之间的距离。)第九行星的轨道也将具有20度的奇怪倾角。
但是,无论它看起来像第九行星还是 KBP,我们都要等到天文学家们在夜空中真正定位到它,才能确定是否存在一颗隐藏的行星。天文学家们一直在寻找第九行星,而这些搜寻工作也包括了一些新提出的行星可能存在的区域。“这些搜寻仍在进行中,”Rice说。“在外太阳系中,还有多少参数空间有待搜寻,那里可能潜藏着隐藏的行星,这真是太不可思议了。”