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柯伊伯带可能潜藏着太阳系神秘的十号行星

时间:2018-04-13 12:14:18 浏览量:
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自从冥王星被从行星之列除名,降级为矮行星后,已经过去了11年。11年里,很多天文学家一直致力于在柯伊伯带中寻找“九号行星(Planet 9)”。尽管目前为止人们还未真正观测到“九号行星”,但是,最近一项新的研究却指出,一个未知的、从未看到过的“行星质量的天体(planetary mass object)”很有可能潜伏在柯伊伯带的某个地方。这个行星可能不同于“九号行星”,并且与太阳的距离也可能比“九号行星”要近的多。也就是说,太阳系有可能还存在着“十号行星”。

柯伊伯带可能潜藏着太阳系神秘的十号行星柯伊伯带可能潜藏着太阳系神秘的十号行星

在距离太阳40--50个天文单位(简写为AU,1AU等于地球与太阳间的平均距离,约为9300万英里)低倾角轨道上的地方,曾经一直被认为是太阳系的尽头,一片空虚。事实上,那里热闹无比,遍布着直径从数千米到上千千米的冰封天体,这就是柯伊伯带(Kuiper Belt)。美国天文学家吉纳德 柯伊伯(G. Kuiper)在上个世纪提出,在海王星的轨道外存在一个小行星带;人类在1992年发现了第一个位于该小行星带的天体,后来天文学界就以柯伊伯的名字来命名这个小行星带。

柯伊伯带中的天体被称为KBO(Kuiper Belt Objects),如今人们大约发现了1000个KBOs,并且,天文学家估算在柯伊伯带中,可能存在约10万颗直径超过100千米的天体。

柯伊伯带是太阳系大多数彗星的来源地,是目前所知的太阳系的边界。它位于海王星的轨道之外,延伸至数百天文单位的远处。由于冥王星位于柯伊伯带,其大小和柯伊伯带小行星的大小相当,因此人们把它归入了柯伊伯带小行星的行列。只是由于冥王星在柯伊伯带理论出现前就被发现了,因而曾被认为是第九大行星。

回到“十号行星”的问题中来,最新的研究发表在《天文学期刊(Astronomical Journal)》上。在这篇论文中,来自亚利桑那大学的月球和行星实验室(University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory,简写为LPL)的Kat Volk和Renu Malhotra,提出了引入注目的证据,表明存在一个尚未被发现的行星天体,其质量介于火星和地球之间。

论文的作者们指出,目前这个神秘天体仅仅通过控制一大群柯伊伯带天体的轨道平面(orbital planes)显示其存在。他们研究了大约600个KBO的轨道倾斜情况,结果发现,尽管KBOs都以与八大行星不同的倾斜轨道围绕太阳运行,但是根据他们的计算,这些特别的KBOs的轨道倾斜情况非常不寻常。他们推测一种未知的事物正在扭曲外太阳系(the outer solar system)的平均轨道平面(average orbital plane)。

研究者们认为,质量与火星相当的“十号行星”的引力牵引(gravitational tug)可能是造成这种不寻常的轨道平面的原因。

“被观测的遥远的KBOs集中在一个宽约30AU的环带中,它们可能随着时间的流逝受到行星质量天体的引力作用,” Volk说,“因此,在这段距离上,假定一个行星的质量导致了我们观测到的扭曲并非不合理。”

那么,天文学家为何认为这个可能存在的天体是“十号行星”,而非一直在寻找的“九号行星”呢?

因为,基于天文学家的其他观测,他们预测“九号行星”的质量更大,大约是地球质量的10倍,并且,它可能会更远,大约在500—700AU的地方。那个距离太远了,无法影响到这600个 KBOs,Volk 说,“肯定必须在100AU以内才会对那些KBOs产生实质影响。”当然,数据也不排除观测到的扭曲可能是由不止一个行星质量物体造成的可能性。

那么,为什么到现在我们都还没真正找到“九号行星”和“十号行星”的身影呢?根据Malhotra 和Volk的说法,很有可能是因为我们还没有在整个天空中搜索遥远太阳系内天体。他们认为,行星质量的天体最有可能出现的地方或许隐藏在银道面(galactic plane)里,那个区域充满密集的恒星,正是太阳系调查试图避开的地方。

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编辑:时雨
关键词: 柯伊伯带
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