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质量可达地球5倍,距离太阳超300亿公里,第九大行星真的存在吗

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1930年,美国天文学家汤博发现了冥王星,当时认定其为太阳系的第九大行星。

(图片说明:冥王星)

2006年,在国际天文学联合会上,冥王星惨遭降级,成为了矮行星,太阳系又恢复了八大行星。“第九行星冥王星”被踢出,不意味着太阳系就一定只有八颗行星。寻找海王星以外的大行星的工作,早就开始了。

可是,太阳系内,到底有没有第九大行星呢?

我们观测到的太阳系,只是整个太阳系极其微小的一部分,很难想象更加广袤的太阳系中没有任何巨大的天体。而且,根据柯伊伯带天体的诡异运行规律,很多天文学家都愿意用隐藏着的第九大行星来解释,看起来也很合理。

(图片说明:冥王星也是柯伊伯带天体)

另一方面,有些天文学家认为并不存在所谓的第九大行星,因为柯伊伯带天体的运行规律有其他的合理解释。如果第九大行星真的存在,我们早就应该发现了。

显然,第一种猜想更容易被证明,因为只要找到这颗隐藏的行星即可。相比之下,我们没有发现第九大行星的事实不能证明它不存在,也有可能说明我们的观测能力不够。所以,想要回答这个问题,天文学家们只能不断地寻找这颗行星,并且通过一些理论来推测关于这颗行星的一些信息。

(图片说明:如果存在第九大行星,它距离太阳会非常遥远)

有天文学家计算后认为,第九大行星如果真的存在,那么它的质量应该在地球的5-10倍之间,距离太阳大约400-800个天文单位。我们知道,1个天文单位就是太阳和地球的距离,大约是1.5亿公里。换句话说,这颗行星位于距离我们600亿到1200亿公里之外!要知道,即便是冥王星,距离太阳最远时也不超过50个天文单位。

距离的增加,直接导致的就是观测难度的增加。具体来说,太阳系内一颗天体的距离和我们增加10倍,观测难度就要增加10000倍!由此可见,寻找如此遥远的天体,真的是一件非常不容易的事情。

(图片说明:遥远的太阳系天体极难被观测到)

1983年1月,由荷兰、美国和英国合作的红外天文卫星(IRAS)发射升空,展开了它的调查。第九大行星如此遥远,反射的太阳光必然会非常非常少,导致我们在可见光波段观测难度的增加。不过,通过红外线,就有机会寻找到这些冰冷的天体。

在10个月的时间里,IRAS对96%的天空进行了远红外探测,获得了大量的数据。天文学家利用它发现了一些新的彗星,火星与木星轨道之间的小天体,甚至还对银河系核心进行了观测,但遗憾的是,这里似乎并没有第九大行星的踪迹。

三十多年过去了,英国伦敦帝国学院的天文学家Michael Rowan-Robinson重新审视了这些数据。他认为,或许其中有一些被忽略的信息,能够让他有一些新的发现。

(图片说明:IRAS卫星)

在卫星拍摄到的差不多25万个点源中,他发现了3个目标非常值得注意。这3张图像分别拍摄于1983年6月,7月和9月,拍摄的是同一片天空,其中似乎有一个天体在移动。虽然宇宙中的天体都在移动,但是其他天体过于遥远,在这么短的时间内看不出位置的变化,只有太阳系天体的位置变化能在几个月的时间内有明确的体现,冥王星也是这样被发现的。

不过,这也不是说他发现的一定是一颗太阳系天体,因为照片里拍摄的是银河系低纬度区域,也就是比较接近银盘的位置上,这里会受到银河系内部一些能够在远红外波段发光的物质干扰,所以这3个点可能只是一些噪音。

(图片说明:Rowan-Robinson检索的图像)

想要确认它们的身份,就需要通过其他的观测来证实。不过遗憾的是,在一项名为美国泛星巡天计划的任务中,天文学家确实没有在相对应的位置上发现这个目标。

看样子,这一次的追踪,还是得到了不乐观的结果。但是,Rowan-Robinson对于这样的解释,还是有些不甘心。

他指出,限于当时的技术水平,IRAS基本上已经达到了它的极限,但拍摄质量仍然不高。再加上这几张图片拍摄的位置在远红外波段算是比较困难的方向,所以这3个目标确实给我们以足够多的信心。但考虑到第九大行星的假说过于深入人心,天文学家们仍然值得检验一下这片区域是否隐藏着可能的行星。

(图片说明:很多天文学家坚信第九大行星的存在)

尽管这3个目标可能最终被证明是镜花水月,但他还是根据它们进行了计算,推测它可能代表的第九大行星的一些参数。根据他的计算,如果这3个点真的是来自于一颗行星,那么这颗行星的质量大约是地球的3-5倍,距离太阳大约225个天文单位,也就是337.5亿公里。

总之,根据Rowan-Robinson的说法,虽然IRAS的质量未必高,却给我们暗示了寻找第九大行星的方向。他认为,天文学家们需要以1983年拍摄照片的位置为中心,对周围2.5-4度的环形区域进行光学和近红外波段的观测和搜索,或许能够找到潜在的天体。

另外,通过动力学的分析,也有可能增加这颗天体存在的证据。如果它的参数和位置都能够和其他太阳系天体相匹配,比如能够解释柯伊伯带天体的运行规律,那么也同样更加令人相信这颗天体的存在。

(图片说明:太阳及八大行星)

如果1983年的照片中拍摄到的真的是第九大行星,那么天文学家与它擦肩而过,实在是有些令人惋惜。如果最终被证明不是行星,那么寻找第九颗行星的路恐怕就要更加漫长了。

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