天文學家發現我們太陽系裡有「第十行星」的證據!

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研究在遙遠地區名為柯伊伯帶(Kuiper belt)冰冷天體的天文學家表示,一顆質量與火星差不多的未證實行星,可能是造成牽引它們不成為一直線的原因

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畫家印象中的第十行星

太陽系的外部大片黑暗地區可能隱藏著一顆新行星,第9行星或第10行星,要看是誰做出決定。這顆還未被證實的行星,被認為質量與火星差不多,可以解釋在被稱為柯伊伯帶的地區,一群冰冷天體搖晃的軌道。

這個地區從海王星開始,到結束的地方的距離是太陽與地球距離的55倍,或者是55個天文單位(AU)。隨著發現很多顆冥王星大小的天體,導致這顆前任第九行星(冥王星)的降級,我們發現越來越多存在於這裡的天體。

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但是,在海王星之外可能有更大的天體嗎?亞利桑那大學(University of Arizona)的Kathryn VolkRenu Malhotra相信有。他們在遙遠的柯伊伯帶的天體軌道,發現到怪異的扭曲跡象。

地球與其他熟悉的行星大致上都在相同的平面上繞著太陽轉。但是,較小的柯伊伯帶天體離大型行星的重力影響夠遠,因此它們能夠以一個角度繞著太陽的平面轉,受到自身的重力相互作用和過去的碰撞來推進。

對於我們所觀察的任何天體,有可能來預測這個稱為傾角(inclination)的角度。如果那些計算不符合這些天體的真實路徑,它暗示有東西隱藏在視線之外,牽引著我們可以看到的天體。

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去年,加州理工學院(California Institute of Technology)的Mike Brown和Konstantin Batygin利用這個想法來預測第九行星的存在,認為這顆第九行星是地球質量的10倍,軌道距離太陽大約7百個天文單位。

「如果太陽系只有這些我們已經知道的行星,我們會很失望的」

現在Volk和Malhotra看太陽系看得更準確。預計在「天文期刊(The astronomical Journal)」發表的一篇研究,他們報告指出,在50個天文單位之外,柯伊伯帶天體的傾角與預測值相差平均達8度。

Volk說:「如果太陽系只有這些我們已經知道的行星,我們會很失望的。」這意味著假如第九行星存在的話,第十行星也會在其中。

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為了造成這種軌道扭曲,它必須與火星的質量差不多。它可能是在早期重力星球撞擊遊戲中,被撞擊彈出後到達那裡。Volk說:「如果它有火星的大小,那是一顆相當大的天體,這顯示它最有可能是被進一步的行星運動散射到那裡。」

一個就在那裡的想法

貝爾法斯特女王大學(Queen’s University Belfast)的Michele Bannister說:「這非常符合我們所期待的太陽系早期行星的形成。各種模型顯示,或許是因為海王星的遷移,一系列的小行星在發展初期被向外拋出。」

Batygin說:「這是一個有趣的想法,值得讓人關注。」但他表示,有鑑於它的質量和距離,它現在應該足夠明亮到被看見,雖然它有可能被明亮的銀河系中心所遮蔽。

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第十行星可能潛伏在那裡嗎?

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其他人則謹慎地把新行星引入到太陽系。法國尼斯(Nice)蔚藍海岸天文台(Côte d’Azur Observatory)的Alessandro Morbidelli說:「我很懷疑有這麼一顆如此接近且明亮的行星存在,卻一直沒有被注意到。」他認為第九行星至少可以解釋一些偏差。

Volk和Malhotra表示,發現更多的柯伊伯帶天體將會鞏固他們的數據。更多資訊可以來自外太陽系起源調查(Outer Solar System Origins Survey)計畫,該計畫正在搜尋和追蹤數千顆天體。從事這項調查計畫的Bannister,利用它的數據來尋找第九行星,然而還沒有結論出來(arxiv.org/abs/1706.05348)。

究竟有多少顆新行星在那裏還有待觀察,但Volk對於她的發現充滿信心。她說:「這會是一個很大的差錯,假如沒有這些影響的話。我們認為那裡有一個真正的訊號,而這個訊號暗示著一顆額外的行星。」

這篇文章以「一顆新行星就在轉角處」的標題印刷出版。

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來源:New Scientist