是“行星九”,还是一群月球大小的天体?

2018-06-07 09:19:39 来源: 科技日报 作者: 刘霞

是“行星九”,还是一群月球大小的天体?
——将极端天体推入遥远轨道的未知力量引发争议
科技日报记者 刘霞

图为在太阳系边缘潜伏的矮行星“塞德娜”。

图片来源:《自然》杂志官网

自2006年国际天文联合会(IAU)将冥王星“驱逐”出太阳系的行星家族后,尽管呼唤冥王星回归的声音此起彼伏,但也有不少科学家在为冥王星寻找替补。

2016年,加州理工学院的两名科学家宣布,太阳系或许存在神秘的“行星九”(Planet Nine),在寻找海王星之外的“行星X”的历程中,这是证据最为强有力的一次。自此,寻找“行星九”的大戏开始上演。

这幕大戏可谓精彩纷呈,高潮迭起,各路人马你唱罢我登场,提出了“行星九”可能存在的各种证据。但美国科学家提出的最新结论称,“行星九”可能根本就不存在,证明其存在的引力拉动作用,其实是一群月球大小天体的联合引力。

“行星九”出场

随着观测技术和观测手段不断升级,科学家发现了一些距离太阳非常遥远的极端太阳系天体,其中包括被称为“塞德娜”(Sedna)的矮行星。“塞德娜”与太阳的距离差不多是日地距离(1个天文单位,约1.5亿公里)的76倍——相较而言,太阳系内距离太阳最遥远的行星海王星与太阳之间的距离约为日地距离的30倍。

位于柯伊伯带、不受海王星引力影响的“塞德娜”和其他极端天体令人费解——科学家认为,这些天体与由气体和灰尘组成的原始旋转盘聚合而成的行星、小行星和其他天体一道形成,它们曾经距离太阳更近,但后来,某些未知力量将这些天体中的少部分向外推到了现在的极远轨道。

2016年,加州理工学院的迈克尔·布朗和康斯坦丁·拜提金据此提出了“行星九”的存在。他们表示,假设中的“行星九”比地球大,围绕海王星外的轨道运行,每1.5万年左右绕太阳公转一圈,与太阳的距离绝不超过日地距离的200倍,其引力可能将“塞德娜”这样的天体推到了现在的轨道。

都是小天体“惹的祸”?

不过,英国《自然》杂志5日刊发报道称,美国科罗拉多大学博尔德分校天体物理学家安-玛丽·麦迪根和本科生雅各布·弗莱西格在4日于丹佛召开的美国天文学会会议上表示,“塞德娜”这样的天体之所以会到现在的轨道,整个故事情节不需要“行星九”的存在,导致外太阳系几何形状如此奇特的“幕后推手”可能是数百颗月球大小的天体,它们也在海王星外的轨道绕太阳运行。

麦迪根和弗莱西格采用超级计算机,模拟了位于海王星之外的柯伊伯带冰冻区域内的天体之间的相互作用,结果发现,很多月球大小的天体可以具备假设中的“行星九”的影响。

他们解释说,数百万年来,这些月球大小的小天体的引力共同作用,影响遥远天体的轨道。小天体会像碰碰车那样相互碰撞,偶尔导致某个天体移动到非常遥远的轨道。最新模拟表明,正如一些观察所得的结论,更大质量的天体将被扔到最遥远的轨道上。

弗莱西格说:“是更小的天体而非看不见的‘行星九’造成了这种情况,这些天体共同的引力会将一些天体拖入远离内太阳系的轨道。”迄今为止,天文学家已经发现了上述天体中的一小部分,如果该区域存在更多此类天体,或许可以解释为何其他遥远天体以现有方式移动。

加拿大国家研究委员会(NRC)赫茨伯格天体物理研究所天文学家萨曼莎·劳勒说,这项研究看起来“非常酷”,而且“非常有潜力”,可以解释遥远的天体如何进入现在的轨道。

麦迪根表示,他们的研究也可以解释外太阳系的其他一些奥秘,比如5月报道的被称为“2015 BP519”天体的奇特轨道问题。当时美国密歇根大学的科学家报告说,计算机模拟表明,该天体被一颗尚未现身的行星牵引到“异常轨道”。新研究表明,小行星之间的引力相互作用也会将该天体踢入现在这样怪异的角度。

盖棺定论还需更可靠证据

麦迪根和弗莱西格说,如果有大量此类天体存在的证据,会削弱“行星九”存在的可能性,剥夺“行星九”在这出宇宙大戏中的“主角”地位。

当然,“行星九”的支持者不会轻易放弃。巴蒂金说,他的计算无法证明,遥远天体的引力拉动作用会影响其他天体的轨道。他说:“如果另一个模型可以在不借助‘行星九’的情况下解释遥远的柯伊伯带的反常结构,那将非常有趣。但不幸的是,情况可能并非如此。”

据悉,巴特金和布朗正在使用昴星团望远镜寻找“行星九”。昴星团望远镜位于夏威夷,由日本所有,是一款8米口径的望远镜。它拥有足够巨大的集光面积,以及巨大的视场,或许能够检测到他们假设的“行星九”这样一颗暗淡的天体。

研究人员称,科学家将继续发掘有助于回答有关外太阳系演进问题的新天体。“外太阳系起源调查”(the Outer Solar System Origins Survey)是去年12月结束的一项国际合作,该调查发现有超过840颗冰冷的天体围绕着海王星外的轨道运行。

“行星九”是否要退出宇宙“舞台”?其最终命运如何?只能有待进一步的观测结果,提供更扎实可靠的证据,才能让一切盖棺定论。(科技日报北京6月6日电)

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