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比地球还要大的第九大行星也许就藏在太阳系又冷又黑暗的深处

第9大行星也许就潜藏在太阳系外圈。画家笔下的行星离太阳遥远,目前认为是跟天王星与海王星一样是气态行星,不过大小则比这两个冰巨行星还小。 COURTESY OF CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY

质量上比地球大10倍的第9行星(非正式名称上被科学家命名为「乔治George」、「约沙法Jehoshaphat」与「人猿行星Planet of the Apes」)解释了太阳系中6个遥远物体行径路线如此怪异之因(红紫色)。 COURTESY OF CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY

科学家表示,第9行星不仅解释了极端柯伊伯带天体(紫色)的轨道,还解开了5个轨道与太阳系平盘垂直的天体(蓝色)背后的谜。 COURTESY OF CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY

(神秘的地球报道)据美国国家地理(撰文:Nadia Drake 编译:郑惟心):这个世界如果真正存在的话,就会加入其他8个同伴(或9个同伴啦,要看你觉得冥王星到底算什么)成为第9大行星。

有一颗比地球还要大的行星也许就藏在太阳系又冷又黑暗的深处。这颗比冥王星还要遥远许多的行星,之所以会现身就是因为许多冰冻世界奇异的运行轨道泄漏了天大的机密。

就如1月20日在《天文期刊》(Astronomical Journal)中所述,这些远方广布的世界——极端柯伊伯带天体中奇异的轨道里,多年来让科学家感到困惑。直到发现了其中的引力证据才证实隐匿行星就是造成怪异圈形轨道的主因。

它诱人的证据指出,尽管科学家尚未确切探测出这个世界所在位置,还是可推测也许有第9颗行星就隐匿在我们所在的太阳系当中。

美国加州大学圣塔克鲁兹分校的葛雷格.劳夫林(Greg Laughlin)就说:「如果太阳系中要加入另一颗行星,我认为就是它了!如果真有其星的话,那就太令人惊奇了。那就一起来祈求吧。因为有这样的发现真的很棒。」

发现行星的团队经过计算发现,如果行星真在那里,那质量就大约会是地球的10倍,也就是说会是地球大约3倍大。等于是形同一个超级地球或是个迷你海王星——它可说是一种星系里组合速度特快的行星,但一直以来却显然地没有被含括在我们认知中的家园里。

而且它真的很遥远。模拟实验就指出,此行星离太阳最近的时候大概就是比地球与太阳的距离远上200-300倍。那它离太阳最远的那一点呢?那就真的远到不行了,比地球还要远600-1200倍。

美国加州理工学院侦探行星团队中的康斯坦丁.贝特金?(Konstantin Batygin)说:「这个东西位于一个极冷、极长的轨道上,大概要花上2万年才能绕太阳公转一圈。」

预测第9行星

贝特金与他在加州理工学院的同事麦克.布朗(Mike Brown)一开始其实并没有找寻新行星的打算——这一切都是一场意外。 2014年,有一不同的团队找到了一个叫做2012VP113的物体。口语上直接称作「拜登(Biden)」,这新世界的轨道离奇难以解释,而且还跟比冥王星还要远上许多的赛德娜(Sedna)轨道有相似之处。

赛德娜与拜登绕着太阳的路线十分歪斜,这就让科学家得以合理怀疑有远处物体与其他远处世界的引力形塑了它们的路线,以致轨道形状奇特怪异。

布朗与贝特金仔细观察了这6个世界,认定它们的轨道路线都乱成一团的模样不可能纯属巧合。 (贝特金说:「那样的巧合可能性只有0.007%。」)之后,他们就模拟了太阳系外部,试图要再造出观察到的规律。

不久后,贝特金与布朗就摒除了柯伊伯带内部的引力作用为轨道路线混乱之因,意思就是说,他们要找寻的是一个单一的宇宙雕塑家。

他们在混乱冲突的太阳系中加入了第9行星这个元素,并微调了它的轨道路线与质量。结果,一颗比地球大10倍的行星配上蛋形轨道路线就轻易解释了赛德娜、拜登与其他极端柯伊伯带世界像谜一般的轨道路线。

这也解释了一整团绕着太阳系平盘垂直公转的世界到底是怎么一回事。贝特金说:「我们在那一刻就稍微收下了开玩笑的心态,不再讥笑自己计算出的结论。」

他与布朗怀疑这个行星形成之初离太阳距离小,也在太阳系还很年轻的时候就被推送到外圈去了。他说当时,太阳还潜藏于最原始的恒星云团之中,周围的星星当初应该是要扮演栅栏的角色,去拦住逃离太阳引力飞出去的行星。这故事听起来很吸引人,但并不是每个人都相信这套说法。

美国西南研究院(Southwest Research Institute)的哈尔.利维森(Hal Levison)说:「我对于太阳系中有新发现的行星这样的说法往往抱持怀疑态度。我在职涯中看过了太多这样的假设,而且所有的推论最后都是错的。 」

找寻第9行星
 
如果这第9行星真的存在的话,它实在太远也太暗了,也难怪之前我们从不曾侦测到这个世界的存在。劳夫林说:「这个物体会模糊不清。而且是超级模糊。」经过计算,劳夫林认为冥王星亮度有可能比新行星还要高1万倍。

在如此遥远的距离下,就算相对大的行星用机器也侦测不到热成像,基本上也反射不了多少阳光。因此,天文学家在找寻行星时不仅要使用强大的望远镜,他们也得先知道从何处找起才行。也就是说,找寻第9行星的难度就相当于在密集无隙的星海中找寻单一移动的光点。

当初发现拜登的天文学家查德.楚吉欧(Chad Trujillo)说:「我们并不知道它的确切位置,不然大家明天早就一齐把望远镜指向同一位置,一看就看得到了。但天空真的非常广阔而这个物体也许又非常黯淡,明暗程度也要看位置上到底有多远。」

但这并不代表科学家会就此放弃尝试机会。就如其他野心勃勃的天文??台工作人员,夏威夷的昴宿望远镜(Subaru telescope)已经收下战帖准备挑战了,而贝特金与布朗当然也已经踏上了寻觅之路。楚吉欧说他与同事计划要于下个月沿着预测的轨道路线开始探索。

原始X行星

这并不是科学家首度指出有巨型、远处行星存在的可能性。的确,相关的预测已在超过一世纪以前就有了,只不过都没有任何一个的结论是对的。

历史上大概最有名的一次是坚称有X行星存在的天文学家帕西瓦尔.罗威尔(Percival Lowell)。当时他就为此假设行星命名并等着要在海王星轨道之外找到X行星的踪迹。罗威尔坚定的信念就开启了日后好几十年的接棒传承赛,为的就是要找到X行星。而就是在这段过程中,天文学家才会在1930年找到冥王星。

但由于冥王星太小了,它不足以解释罗威尔相信的假设──天王星与海王星轨道异常;冥王星被认定为X行星的假设最后都被列为计算上的错误,而非第9大行星引力拉扯的有力证据。之后的86年间,许多的推论在公布后都被推翻,最后都失败了。

也许这一次这个新发现并不会一下就被推翻!

尼斯天文台(Observatoire de la Cote d' Azur)的天文学家亚丽山卓.莫比戴利(Alessandro Morbidelli)说:「我认为贝特金与布朗的研究报告是第一个提出了新行星存在并形塑出它轨道模样极具说服性的论点。其中的内容真的论证明确啊。」

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