太陽(yáng)系的陰影中可能仍然隱藏著巨大的東西

太陽(yáng)系外圍有一顆巨大的未被發(fā)現(xiàn)的行星嗎？這個(gè)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(duì)天王星的軌道，它偏離了物理學(xué)期望它遵循的軌道運(yùn)動(dòng)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(gè)謎團(tuán)最終通過(guò) 1990 年代對(duì)海王星質(zhì)量的重新計(jì)算來(lái)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(yáng)運(yùn)行，但像天王星一樣，它們不會(huì)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(yáng)運(yùn)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(yùn)行一次。從外部觀察者的角度來(lái)看，月球因此以螺旋運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)。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(yáng)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(duì)九號(hào)行星理論持懷疑態(tài)度，但已經(jīng)存在越來(lái)越多的證據(jù)由于越來(lái)越有力的觀測(cè)結(jié)果表明，海王星外天體的軌道確實(shí)不穩(wěn)定。飾演布朗2024年說(shuō):

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

例如，2018 年，宣布有一顆圍繞太陽(yáng)運(yùn)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(yáng)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(lái)自第九行星的引力影響。

理論問(wèn)題

另一方面，如果第九行星存在，為什么還沒(méi)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(duì)數(shù)來(lái)證明關(guān)于其存在的任何結(jié)論是合理的，同時(shí)為它們的運(yùn)動(dòng)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(wèn)題是外太陽(yáng)系的觀測(cè)時(shí)間不夠長(zhǎng)。例如，天體 2017 OF201 的軌道周期約為 24,000 年。雖然物體繞太陽(yáng)的軌道路徑可以在短時(shí)間內(nèi)找到，但任何引力效應(yīng)可能需要四到五個(gè)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(lái)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(shí)間都在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的地方度過(guò)，盡管在太陽(yáng)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(yáng)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(duì)其幾乎沒(méi)有影響。

2023 KQ14 距離太陽(yáng)最近的距離約為 71 個(gè)天文單位，而其最遠(yuǎn)點(diǎn)約為 433 個(gè)天文單位。相比之下，海王星距離太陽(yáng)約 30 天文單位。

這個(gè)新天體是另一個(gè)軌道非常橢圓的天體，但它比 2017 OF201 更穩(wěn)定，這表明沒(méi)有一顆大行星，包括假設(shè)的九號(hào)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(yáng) 500 個(gè)天文單位以上。

對(duì)于第九行星理論來(lái)說(shuō)，更糟糕的是，這是第四個(gè)被發(fā)現(xiàn)的塞德諾伊德。這其他三項(xiàng)也展覽穩(wěn)定軌道，同樣表明任何九號(hào)行星都必須確實(shí)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(wú)人太空旅行限制的限制。根據(jù)對(duì)美國(guó)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(lái)探測(cè)任何東西。隨著我們的觀測(cè)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(huì)逐漸為外面可能存在的東西提供更多的線索。因此，請(qǐng)關(guān)注這個(gè)（非常大的）空間，讓我們看看未來(lái)幾年會(huì)出現(xiàn)什么。

伊恩·惠特克，物理學(xué)高級(jí)講師，諾丁漢特倫特大學(xué)

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