太陽系的陰影中可能仍然隱藏著巨大的東西

太陽系外圍有一顆巨大的未被發(fā)現(xiàn)的行星嗎？這個想法早在 1930 年代發(fā)現(xiàn)冥王星之前就已經(jīng)存在了。

它被標(biāo)記為 X 行星，著名天文學(xué)家提出它作為對天王星的軌道，它偏離了物理學(xué)期望它遵循的軌道運動路徑。一顆比地球大幾倍的未被發(fā)現(xiàn)的行星的引力被視為造成這種差異的可能原因。

這個謎團最終通過 1990 年代對海王星質(zhì)量的重新計算來解釋，但隨后新理論的潛力第九行星由加州理工學(xué)院（加州理工學(xué)院）的天文學(xué)家康斯坦丁·巴蒂金和邁克·布朗于 2016 年提出。

他們的理論與柯伊伯帶有關(guān)，柯伊伯帶是一條由矮行星、小行星和其他物質(zhì)組成的巨大帶，位于海王星之外（包括冥王星）。許多柯伊伯帶天體——也稱為海王星外天體——已被發(fā)現(xiàn)繞太陽運行，但像天王星一樣，它們不會在連續(xù)預(yù)期方向.

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巴蒂金和布朗認(rèn)為，一定是具有大引力的東西正在影響它們的軌道，并提出了第九行星作為潛在的解釋。

這將與我們自己的月球發(fā)生的情況相當(dāng)。它每 365.25 天繞太陽運行一次，與您根據(jù)它們之間的距離所期望的一致。

然而，地球的引力是這樣的月亮也每 27 天繞地球運行一次。從外部觀察者的角度來看，月球因此以螺旋運動的方式運動。同樣，柯伊伯帶中的許多物體顯示出它們的軌道受到的不僅僅是太陽引力的影響的跡象。

雖然天文學(xué)家和空間科學(xué)家最初對九號行星理論持懷疑態(tài)度，但已經(jīng)存在越來越多的證據(jù)由于越來越有力的觀測結(jié)果表明，海王星外天體的軌道確實不穩(wěn)定。飾演布朗2024年說:

我認(rèn)為 P9 不存在的可能性很小。目前，對于我們看到的影響，以及我們看到的無數(shù)其他 P9 引起的太陽系效應(yīng)，目前沒有其他解釋。

例如，2018 年，宣布有一顆圍繞太陽運行的矮行星的新候選行星，稱為2017 年OF201.該物體直徑約為 700 公里（地球大約是地球的 18 倍），軌道高度橢圓。

這種缺乏大致圓形軌道圍繞太陽表明，要么在其生命早期受到撞擊，使其走上這條軌道，要么是來自第九行星的引力影響。

理論問題

另一方面，如果第九行星存在，為什么還沒有人發(fā)現(xiàn)它？

一些天文學(xué)家質(zhì)疑是否存在足夠的軌道數(shù)據(jù)柯伊伯對數(shù)來證明關(guān)于其存在的任何結(jié)論是合理的，同時為它們的運動提出了替代解釋，例如碎片環(huán)或者更奇幻的想法小黑洞.

然而，最大的問題是外太陽系的觀測時間不夠長。例如，天體 2017 OF201 的軌道周期約為 24,000 年。雖然物體繞太陽的軌道路徑可以在短時間內(nèi)找到，但任何引力效應(yīng)可能需要四到五個軌道才能注意到任何細(xì)微的變化。

柯伊伯帶天體的新發(fā)現(xiàn)也給第九行星理論帶來了挑戰(zhàn)。最新的被稱為2023 年肯色 14，由斯巴魯望遠(yuǎn)鏡在夏威夷。

它被稱為“sednoid”，這意味著它大部分時間都在遠(yuǎn)離太陽的地方度過，盡管在太陽有引力的廣闊區(qū)域內(nèi)（該區(qū)域距離大約 5,000 天文單位或天文單位，其中 1 天文單位是從地球到太陽的距離）。該物體被歸類為塞丁內(nèi)星也意味著海王星的引力影響對其幾乎沒有影響。

2023 KQ14 距離太陽最近的距離約為 71 個天文單位，而其最遠(yuǎn)點約為 433 個天文單位。相比之下，海王星距離太陽約 30 天文單位。

這個新天體是另一個軌道非常橢圓的天體，但它比 2017 OF201 更穩(wěn)定，這表明沒有一顆大行星，包括假設(shè)的九號行星，正在顯著影響其路徑。因此，如果第九行星存在，它可能必須距離太陽 500 個天文單位以上。

對于第九行星理論來說，更糟糕的是，這是第四個被發(fā)現(xiàn)的塞德諾伊德。這其他三項也展覽穩(wěn)定軌道，同樣表明任何九號行星都必須確實非常遙遠(yuǎn)。

盡管如此，仍有可能仍然有一顆巨大的行星影響柯伊伯帶內(nèi)天體的軌道。

但天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)任何此類行星的能力仍然受到無人太空旅行限制的限制。根據(jù)對美國宇航局的新視野資源管理器。

這意味著我們將不得不繼續(xù)依靠地面和天基望遠(yuǎn)鏡來探測任何東西。隨著我們的觀測能力變得更加詳細(xì)，新的小行星和遙遠(yuǎn)的物體一直在被發(fā)現(xiàn)，這應(yīng)該會逐漸為外面可能存在的東西提供更多的線索。因此，請關(guān)注這個（非常大的）空間，讓我們看看未來幾年會出現(xiàn)什么。

伊恩·惠特克，物理學(xué)高級講師，諾丁漢特倫特大學(xué)

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