我们的太阳系中可能隐藏着一个冰巨星

虽然几率很低,但并非为零,我们遥远的奥尔特云中可能潜藏着另一个世界。
An illustration of Planet Nine, a possible other world in our solar system.
冥王星九号,在此插图中所示,可能是我们太阳系中两个额外世界的其中之一。加州理工学院/ R. Hurt (IPAC)

你可能从小就听说太阳周围有九颗行星——或者八颗,在冥王星臭名昭著的降级之后。但是,如果我们太阳系遥远的外部区域潜藏着另一个世界呢?

天文学家在一篇被《MNRAS Letters》期刊接受的论文中表明,太阳系最边缘的区域可能不仅仅是彗星。事实上,他们计算出地球有 7% 的几率在奥尔特云中拥有另一个邻近行星。奥尔特云是彗星栖息的由冰块和岩石组成的球形区域。奥尔特云的范围大得惊人且距离遥远:其边缘距离太阳的距离是地球距离太阳距离的数万倍。研究人员的计算机模拟显示,大约每 200 到 3,000 颗其他恒星中,很可能也拥有一颗这样的遥远行星。

“我们的太阳系有可能捕获了这样一颗奥尔特云行星,”该项新研究的合著者、行星科学研究所的天文学家内森·凯布(Nathan Kaib)说。他补充说,这些隐藏的陌生天体是“一类本应确实存在但直到现在才得到相对较少关注的行星”。

如果这个云层中有行星,那几乎肯定是一颗冰巨星。当木星、土星、天王星或海王星等大行星形成时,它们会成双成对地诞生。问题是,这些庞大的世界拥有相当大的引力,并且像争吵的兄弟姐妹一样,经常互相推搡。这些推搡扰乱了年轻的太阳系,有时一颗行星会被挤出去——要么被完全踢出太阳系,要么被流放到外围区域,并带有一些奇特的轨道异常,标志着它的旅程。

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“幸存下来的行星拥有偏心轨道,这就像它们过去暴力行为留下的伤疤,”主要作者、波尔多大学天体物理学实验室的研究员西恩·雷蒙德(Sean Raymond)说。这意味着被驱逐到奥尔特云的行星不仅会离它的恒星非常遥远,它的轨道也会被拉长,像彗星的椭圆轨道一样,而不是像地球围绕太阳运行的近乎完美的圆形轨道。巨大的距离也正是我们至今尚未看到这样一颗行星的原因。如果它确实存在,它会非常暗淡。“它将极难被探测到,”雷蒙德补充道。

奥尔特云以一个巨大的球体围绕着我们的邻居延伸,甚至超出柯伊伯带(插图)。NASA

“如果我们的奥尔特云中存在一颗海王星大小的行星,我们很有可能至今都还没有发现它,”麻省理工学院(MIT)的一位未参与此项研究的天文学家玛琳娜·赖斯(Malena Rice)同意道。“令人惊讶的是,有时发现数百光年外的行星比发现我们自家后院的行星更容易!”

尽管困难重重,天文学家几十年来一直在搜寻奥尔特云(以及更近的柯伊伯带),希望能找到难以捉摸的“假设中的 X 行星”。X 行星,也被称为九号行星——这让冥王星的忠实支持者们感到恼火——是一颗海王星大小的行星,据信其轨道距离太阳 600 亿英里。加州理工学院的天文学家迈克·布朗(Mike Brown)和康斯坦丁·巴特金(Konstantin Batygin)利用对柯伊伯带天体的观测推断,必须有像 X 行星这样巨大的天体在引导它们形成我们所见的排列,但这一理论尚未得到证实

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不幸的是,雷蒙德及其团队所说的奥尔特云行星可能不是布朗和巴特金一直在寻找的 X 行星。虽然这颗假设的奥尔特云行星会很遥远,并且拥有一个被拉长的、偏心的轨道,但相似之处仅限于此。“我们模拟中的奥尔特云行星会比假设的九号行星轨道远得多——至少远十倍,”凯布解释道。“我们的模拟无法将行星放置在类似九号行星的轨道上。”

因此,在太阳系的外部,可能不仅有一颗,而是两颗行星在等待我们去发现它们,另外还有无数的行星围绕着不同的恒星。赖斯说:“这些结果突显了不仅在外星星系,甚至在我们自己的太阳系中,还有多少东西有待发现。”

 

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Briley Lewis

撰稿人

Briley Lewis 博士(她/她)是一位自由撰稿的科学作家和天文学家。在 Twitter @briles_34 上关注她,或访问她的网站 www.briley-lewis.com。


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