来源 | 耶鲁北京中心
今天凌晨,中国首个月球采样返回任务“嫦娥五号”发射升空,正式踏上去月球“挖土”之旅。其实,在人类探索未知的路上,寻找第九大行星的脚步也从未停止。
由于冥王星被降级为太阳系“矮行星”,被踢出行星之列,因此新的第九大行星相距太阳的距离很可能是冥王星距离太阳的12到23倍。我们知道从太阳系的行星上观察到的绝大多数光线都是反射光,这个距离会让反射光的体量急剧下降。因此,假如太阳系中真的存在第九大行星,需要着重关注的可能是宇宙黑暗角落里某条最暗淡的轨道轨迹。
为了探测到原本无法探测到的物体,耶鲁大学的两位天文学家Malena Rice和Gregory Laughlin正在尝试用一种技术从成千上万张太空望远镜拍摄的图像中收集散射光,以此识别出此前未被探测到的物体的轨道路径。该项研究已发表于《行星科学杂志》上。
Rice是耶鲁大学一名天文学博士,也是美国国家科学基金会的硕士学位研究员。作为该研究的第一作者,她于上个月在美国天文学会行星科学部门的年度会议上公布了她的发现。
Gregory Laughlin是耶鲁大学天文学教授兼本科生研究主任,他也是该研究的高级作者。
Rice和Laughlin使用的方法名为“移动和堆叠”(shifting and stacking)。他们沿着预先确定的潜在轨道路径“移动”来自太空望远镜返还的图像,就像在拍照时移动相机一样。然后,再将数百幅这样的图像“堆叠”在一起,将它们微弱的光线合在一起。有时,光线会显示出像小行星或行星等移动物体的路径。
Rice说:“不使用这种方法的话就真的无法发现它们。如果第九大行星真的存在,它将会非常昏暗。”
在海王星轨道以外的太阳系边缘地带,存在一个由冰物质运行的带状区域,称之为“柯伊伯带”(Kuiper belt)。天文学家近年来观测了柯伊伯带上一簇细碎的冰物质,它们不寻常的运行轨迹似乎表明第九大行星存在的可能性极大。许多天文学家认为,这些天体的排列以及轨迹都指向一个看不见的天体。
Laughlin教授表示,如果第九大行星真的存在,它将是个所谓的“超级地球”。它的质量将会是地球的5至10倍,距日距离是地球的上百倍,是海王星的14至27倍。
过去,“移动和叠加”的方法曾被用来发现太阳系中的卫星,而这是它第一次被用于大范围的太空搜索。Rice和Laughlin使用的图像来自凌日系外行星勘测卫星,这是一种通常用于寻找太阳系外行星的太空望远镜。
研究人员通过他们的方法,成功地搜寻到三种已知的外海王星天体(TNOs)的光信号。之后,他们又对太阳系外的两个可能会发现第九大行星或柯伊伯带上之前未被探测到天体的区域进行了盲查,并探测到17个潜在的天体。
Rice目前正与耶鲁大学前博士后、印第安纳大学教员Songhu Wang合作,利用地面望远镜对17个候选行星进行探测。
Rice:“如果这些潜在天体中有一个是真的,这将有助于我们了解外太阳系的动态以及第九大行星的可能属性。”
Gregory Laughlin:“这是一个几乎没有被探索过的空间区域。虽然移动和叠加技术的成功使用是在有限范围内,但这将为观测更大范围的外太阳系奠定基础。如果能发现一颗新的行星,这将会是激动人心的消息。我们应该跟踪每一条线索,挖掘更多的信息。”
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