最近,天文学家算出来太阳系边缘可能存在一个地球大小的未知行星,它改变了柯柏伊带的外貌,为了与其他可能的幽灵星做区分,给它起名“行星Y(Planet Y)”。
01
我们对太阳系的了解依然有限。科学家有充分理由怀疑,太阳系里还潜伏着一个巨大的引力“幽灵”。
有人假设这个幽灵是接替冥王星位置的“第九行星(Planet Nine)”,有人猜测它是“行星 X(Planet X)”,甚至有人怀疑太阳系里藏着一颗小黑洞。
目前,曾被热议的“行星 X”——约 7 倍地球质量、距离太阳约 50 天文单位的天体,已被红外巡天数据基本证伪。
02
笔尖上发现的星星
19 世纪,天文学家发现天王星轨道与牛顿力学预言不符,便预言天王星外还有行星。当他们根据万有引力定律算出海王星轨道后,观测第一晚就找到了目标,实际位置与计算结果仅差1°。
谷神星也算“半个”笔尖发现,当时天文学家仅观测41天就丢失了目标,数学家高斯用这点数据就算出了谷神星的完整轨道,次年天文学家在预测位置重新捕获谷神星。
随着望远镜精度、照相底片和后期计算机比对技术的进步,绝大多数新天体已靠影像比对而非纯计算发现。
03
寻找第九行星
在海王星轨道外,有一群轨道异常的小天体——极端跨海王星天体(ETNOs)。它们的远日点各异,但近日点又惊人的集中;它们的轨道平面明显倾斜于黄道面,且偏向同一侧。
它们就像草原上朝同一方向奔跑的羊群,自然让人怀疑有只看不见的牧羊犬在驱赶。
加州理工的天文学家推测在400-800天文单位、近日点300天文单位的遥远轨道上,有个5倍地球质量的“第九行星”,是它造成了这些小天体的轨道异常。
如今,我们寄希望于拥有最强“数码相机”的薇拉·鲁宾天文台,通过为期十年的“时空遗产巡天”(LSST)来找到它。
04
寻找行星Y
普林斯顿的天文学家注意到,柯伊伯带中一批天体,在统计上出现了约15°的整体“翘曲”。通过测算,这种结构由随机涨落产生的概率仅2%–4%。
他们提出,若存在一颗1–4倍水星质量(0.05–0.15倍地球质量)的行星Y,在100–200天文单位、倾角约15°的轨道上运行,其长期共振即可自然解释该翘曲。
同样,他们等待 LSST 给出最终答案。
05
如无必要勿增实体
也有学者认为无需引入新行星,只要修正引力定律即可。他提出修正牛顿动力学(MOND),认为在极弱加速度区可自然产生额外“外场效应”或银河系潮汐力可对ETNOs产生可观测扰动。
还有人认为所谓的“第九行星”可能是一颗原初黑洞(PBH),它的质量是地球的5倍,直径仅9cm,无法被红外探测。
此外,多个未知矮行星的集体引力效应、一个尚未被发现的冰质天体盘,甚至是太阳系远古时期与一颗“流浪行星”的擦肩而过,都可能造成现有异常。
06
科学假说与伪科学臆测
在讨论第九行星、行星 Y 这类基于轨道动力学、统计显著性与观测可证伪性的严谨科学假说时,必须将其与缺乏计算、无法证伪的“尼比鲁”(Nibiru)或末日论“行星 X”的臆测严格区分开来。
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编辑|张毅
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