

数十亿年前,“一次与木星的剧烈遭遇”可能将第五颗气态巨行星推出了太阳系。科罗拉多州博尔德市西南研究所的一项模拟表明,我们的太阳系可能曾包含另一颗气态巨行星,它位于土星和天王星之间。这些计算机模型可能解释了太阳系行星如何稳定在其当前位置,而这长期以来一直是天文学家们的一个谜。
天王星和海王星的形成多年来一直困扰着天文学家。形成这两颗气态巨行星的假定气体和尘埃盘在其当前位置太薄,不足以形成冰行星。更有可能的是,这两颗行星以及木星和土星在太阳系早期更靠近,并在气体盘耗尽后散开。“太阳系的‘五颗四颗巨大的引力霸主,木星、土星、天王星和海王星”在形成后争夺位置。根据仅包含现有行星的过往模拟,天王星或海王星至少应该被抛入太空。“人们不知道如何解决这个问题,”西南研究所的大卫·内斯沃尼说。他提出了一个新的解释:“一颗牺牲的冰巨星位于土星和天王星之间。”
这颗新行星的存在,一些内斯沃尼的同事称之为哈迪斯,得到了6000次计算机模拟结果的支持。先前的模拟只包括外太阳系的木星、土星、天王星和海王星。但这些新的模拟也包含了包含五颗行星的模型,并测试了不同的初始位置情景。在四行星模型的90%中,模拟最终只剩下三颗行星在外太阳系。但在五行星模拟的一半中,四颗行星以非常接近我们当前太阳系的位置稳定下来。位置最相似的结果是以一颗位于土星和天王星之间的第五颗行星开始,并在与木星遭遇后被抛出。
这些结果还表明,木星从一个更靠近太阳的位置“跳跃”到了它现在的轨道。这发生在允许包括地球在内的四颗内行星在气态巨行星的碰撞中幸存下来的模拟中。“这个跳跃的木星理论在四行星系统中很难实现。但它是五行星系统的自然结果,”内斯沃尼说。
行星的这场争斗也可能解释了月球表面由于“晚期重轰炸期”而形成的密集陨石坑。柯伊伯带和奥尔特云尚未完全形成,这次扰动可能将这些原行星区域的碎片从海王星之外抛向了内太阳系。