必威电竞|足球世界杯竞猜平台

行星X
來源:互聯網

行星X,又稱第九行星,是位于太陽系外圍的假想行星。其引力效應可以解釋一組極端海王星天體軌道的特殊聚集,這些天體位于海王星之外,繞太陽運行的平均距離是地球的250倍以上。這些極端海王星外天體往往在一個扇形區內最接近太陽,其軌道也有類似的傾斜。這些排列表明,一顆未被發現的行星可能正在引導已知最遙遠的太陽系天體的軌道。盡管如此,一些天文學家仍對這一結論提出了質疑,并斷言這是由于在一年中的大部分時間里發現和跟蹤這些天體的困難,因此是由于觀測偏差造成極端海王星外天體軌道的聚集。

歷史背景

在1846年海王星的發現之后,有相當多的猜測認為有可能另一顆行星存在于其軌道之外。其中最著名的理論預測了一顆遙遠行星的存在,這顆行星正在影響天王星和海王星的軌道。經過廣泛的計算,帕西瓦爾·羅威爾預測了這顆假想的跨海王星行星的可能軌道和位置,并于1906年開始對其進行廣泛的搜索。他將這個假想物體稱為“X行星”;這個名字之前曾被加布里埃爾達利特英語:Gabriel Dallet。克萊德·湯博繼續了羅威爾的搜尋,并于1930年發現冥王星,但很快就被確定為太小,不符合羅威爾的X行星的資格。1989年航海家2號飛越海王星后,天王星的預測軌道和觀測軌道之間的差異被確定是由于使用了以前不準確的海王星質量。

研究發現

通過軌道擾動等間接手段探測海王星以外的行星的嘗試可以追溯到發現冥王星之前。其中第一位是喬治·福布斯 (科學家),他在1880年假設存在兩顆跨海王星行星。第一顆與太陽的平均距離或半長軸為100 天文單位(AU),是地球的100倍,第二顆將具有 300 AU 的半長軸。他的工作被認為與最近的第九行星理論相似,因為行星將負責幾個物體軌道的群集,在這種情況下,周期性彗星的遠日點距離的群集接近100和300天文單位。這類似于木星族彗星在其軌道附近群集。

在2004年,發現軌道特殊的小行星塞德娜,導致人們猜測它遇到了一個巨大的天體,而不是已知的任何行星之一。賽德娜的軌道是獨立軌道,近日點距離為76天文單位,因此即使通過近日點時也不會受到海王星引力影響其軌跡的海王星外天體。有幾位作者提出,賽德娜是在遇到一個巨大的天體后進入這個軌道的,例如遙遠軌道上的未知行星,與形成太陽的疏散星團的成員,或后來經過太陽系附近的另一顆恒星。2014年3月,在類似的軌道上發現了第二個近日點距離為80天文單位的類塞德娜天體,2012 VP113,這再次引發了人們的猜測,即遙遠的太陽系中仍然存在一個未知的超級地球。

在2012年的一次會議上,羅德尼·戈麥斯(英語:Rodney Gomes)提出:一顆未被發現的行星負責一些軌道獨立的ETNO的軌道,并且有著巨大半長軸的半人馬小行星,而這些太陽系小天體們穿過巨行星的軌道。擬議的海王星質量行星將位于遙遠(1500 AU)、偏心(離心率 0.4)和傾斜(轉軸傾角 :40°)的軌道上。像第九行星一樣,它會導致半長軸大于300天文單位的物體的近日點振蕩,將一些送入行星交叉軌道,而另一些則進入像塞德娜這樣的獨立軌道。戈麥斯、蘇亞雷斯(英語:Soares)和布拉瑟(英語:Brasser)在2015年發表了一篇文章,詳細介紹了他們的論點。

2016年初,加州理工學院的芭蒂金和布朗描述了第九行星如何解釋六個ETNO的相似軌道,并提出了該行星可能的軌道。這個假說也可以解釋軌道垂直于內行星的ETNOs和其它有極端傾斜的小行星,并被作為對太陽旋轉軸傾斜的解釋。

軌道

最初假設第九行星以橢圓軌道繞太陽運行,偏心率為0.2 to 0.5,其半長軸估計為400 to 800 AU,大約是海王星到太陽距離的13到26倍。這顆行星需要10,000到20,000年的時間才能繞太陽運行一個完整的軌道,并且它與地球軌道平面黃道轉軸傾角預計為15° to 25°。遠日點,即或離太陽最遠的點,將位于金牛座,而近日點是離太陽最近的點,將位于巨蛇座(頭)、蛇夫座天秤座。布朗認為,如果第九行星存在,那么使用動力彈弓軌跡可以在短短20年內到達它。

質量和半徑

據估計,這顆行星的質量是地球的5到10倍,半徑是地球的2到4倍。布朗認為,如果第九行星存在,它的質量足以在45億年(太陽系的年齡)里清除其軌道,以它的引力支配著太陽系的外緣,這足以使它符合成為行星的當前定義 。天文學家讓-呂克·瑪戈特(Jean-Luc Margot)也表示,第九行星符合它的標準,如果它被探測到,將有資格成為一顆行星。

起源

已經研究了第九行星的幾種可能起源,包括它從已知氣態巨行星附近拋射,從另一顆恒星捕獲,以及“原位形成”。在他們最初的文章中,巴蒂金和布朗提出,第九行星在離太陽更近的地方形成,并在星云時代與木星土星近距離接觸后,被拋射到遙遠的偏心軌道。然后,要么是附近恒星的引力,要么是來自太陽星云的氣態殘余物的拖曳降低了其軌道的偏心率。這個過程提高了它的近日點,使它不受其他行星的影響,處于一個非常寬闊但穩定的軌道上。

據估計,這種情況發生的幾率僅為百分之幾。如果它沒有被扔進太陽系最遠的地方,第九行星可能會從原行星盤中吸積更多的質量,并發展成氣態巨行星或冰巨行星的核心。相對的,它的增長很早就停止了,使它的質量低于天王星海王星

來自巨大的小行星帶的動態摩擦也可能使第九行星被捕獲到一個穩定的軌道上。最近的模型表明,60–130M??的小行星盤可能是在氣體從原行星盤的外部清除時形成的。當第九行星穿過這個圓盤時,它的引力會改變單個物體的路徑,從而降低第九行星相對于它的速度。這將降低第九行星的離心率并穩定其軌道。如果這個圓盤有一個遙遠的內邊緣,即100–200{{{2}}},一顆遇到海王星的行星將有20%的幾率在與第九行星相似的軌道上被捕獲,如果內緣在200{{{2}}},更有可能觀測到軌道的群集。與氣態星云不同,小行星盤可能已經存在很長時間,因此可能允許后來的捕獲。

與另一顆恒星的相遇也可能改變遙遠行星的軌道,將其從圓形軌道轉變為偏心軌道。在這個距離上“原位”形成一顆行星需要一個非常巨大和廣泛的圓盤,或者固體在消散的盤中向外漂移,形成一個狹窄的環,行星從這個環中吸積了十億年。如果一顆行星在太陽處于其原始星團中時,在如此遠的距離上形成,那么它在高度偏心的軌道上與太陽保持束縛的概率約為10%。然而,當太陽仍然在它形成的疏散星團中時,任何延伸的圓盤都會受到經過的恒星引力破壞和光蒸發造成質量的損失。

第九行星可能是在太陽和另一顆恒星近距離接觸中,從太陽系外捕獲的。如果一顆行星在圍繞這顆恒星的遙遠軌道上,三體在相遇期間的相互作用可能會改變行星的路徑,使其處于圍繞太陽的穩定軌道上。一顆起源于沒有木星質量行星系中的行星,可能會在遙遠的偏心軌道上停留更長的時間,從而增加其被捕獲的機會。更廣泛的可能軌道范圍將使它在相對低轉軸傾角軌道上被捕獲的幾率降低到1-2%。Amir Siraj和Avi Loeb發現,如果太陽曾經有一個遙遠的、質量相等聯星伴星,那么太陽奪取第九行星的幾率就會增加20倍。這個過程也可能發生在星際行星上,但它們被捕獲的可能性要小得多,只有0.05-0.10%被捕獲在類似于第九行星的軌道上。

證據

第九行星的引力影響可以解釋太陽系的四個特點:

極端海王星天體軌道的群集;

塞德娜這樣的天體的高近日點,它們是獨立,不受海王星的影響;

極端海王星外天體的高轉軸傾角,其軌道大致垂直于八顆已知行星的軌道;

半長軸小于100 AU的高傾角海王星外天體(TNO)。

第九行星最初被提出來解釋軌道的群集,通過一種機制來解釋像賽德娜這樣的天體的高近日點。其中一些天體演變成垂直軌道是出乎意料的,但發現與先前觀察到的天體相匹配。后來發現,當其它行星被納入模擬時,一些具有垂直軌道的物體的軌道會向較小的半長軸方向演化。盡管已經為這些特性提供了許多其它機制,但第九行星的引力影響是唯一可以解釋所有四種現象的機制。然而,第九行星的引力也會增加穿過其軌道的其它物體的轉軸傾角,這可能會留下離散盤的物體,即在海王星之外軌道運行,半長軸大于50天文單位的天體,以及傾角分布比觀測到的更寬的短周期彗星。在此之前,第九行星被假設為太陽自轉軸相對于行星軌道傾斜 6 度的原因,但最近對其預測軌道和質量的更新將這種偏移限制在?1度。

觀測:高近日點天體的軌道群集

特魯希略和謝潑德最早描述了具有大半長軸的海王星外天體軌道的群集,他們注意到塞德娜和類賽德娜的2012 VP113軌道之間的相似性。如果沒有第九行星的存在,這些軌道應該是隨機分布的,沒有偏好任何方向。經過進一步分析,特魯希略和艾倫·謝潑德觀察到,近日點大于30 AU且半長軸大于150 AU的12個海王星天體的近日點參數聚集在零度附近,這意味著當它們最接近太陽時,它們會升至黃道上方。特魯希略和謝潑德提出,這種排列是由海王星以外的一顆巨大的未知行星通過古在機制引起的。對于具有相似半長軸的物體,古在機制會將其近日點的論點限制在接近0度或180度。這種限制允許具有偏心和傾斜軌道的物體避免靠近行星,因為它們會在距離太陽最近和最遠的點之間穿過行星軌道的平面,并在它們遠高于或低于其軌道時穿過行星的軌道。拉斐爾·特魯希略艾倫·謝潑德關于這些物體如何通過古在機制對齊的假設,已被進一步的分析和證據所取代。

巴蒂金和布朗試圖反駁特魯希略和謝潑德提出的機制,還檢查了具有大半長軸的海王星天體的軌道。在排除了特魯希略和謝潑德的原始分析中由于接近海王星而不穩定,或受到海王星平均運動共振影響的物體后,巴蒂金和布朗確定其余六個物體的近日點論點(塞德娜、2012 VP113、小行星474640、2010 GB174、2000 CR105、和2010 VZ98)被群集在一起,大約在318°±8°。這一發現與古在機制如何傾向于將軌道與近日點在0°或180°的論點對齊不一致。

巴蒂金和布朗還發現,半長軸大于250 AU和近日點超過30 AU的六個ETNO的軌道(賽德娜、2012 VP113、Alicanto、2010 GB174、2007 TG422、和2013 RF98),它們在空間上與它們的近日點方向大致相同,導致它們的近日點黃經的群集,這是它們最接近太陽的位置。這六個天體的軌道也相對于黃道的軌道傾斜,并且大約共面,產生了它們的升交點黃經的群集,即它們各自通過黃道上升的方向。他們確定這種對齊組合是偶然的只有0.007%的可能性。 這六個天體是通過六架望遠鏡的六次不同調查發現的。這使得群集不太可能是由于觀察偏差造成的,例如將望遠鏡指向天空的特定部分。觀測到的群集應該在幾億年后被抹去,因為近日點和升交點的位置發生了變化,或者恒星進動,由于它們的半長軸和偏心率不同,它們以不同的速率變化。這表明群集不可能是由于遙遠的過去的事件造成的, 例如,一顆路過的恒星,并且很可能由繞太陽運行物體的引力場維持。

六顆天體中的兩顆(2013 RF98和Alicanto)也具有非常相似的軌道和光譜。這導致了一種建議,即它們是在與遙遠物體相遇時在遠日點附近被破壞的聯星天體。 聯星的破壞需要相對近距離的相遇,但這在離太陽很遠的地方變得不太可能。

在后來的一篇文章中,特魯希略和艾倫·謝潑德指出了近日點的經度與半長軸大于150天文單位的海王星外天體的近日點幅角之間的相關性。近日點經度為 0–120° 的近日點參數在280° 到360° 之間,近日點經度在180° 和 340° 之間的參數在0° 和40° 之間。該相關性的統計學意義為99.99%。他們認為,這種相關性是由于這些物體的軌道通過其軌道上方或下方來避免接近大質量行星

卡洛斯和勞爾·德拉富恩特·馬科斯在2017年的一篇文章中指出,到ETNO升交點的距離分布,以及半人馬小行星和具有大半長軸的彗星的距離分布可能是雙峰。他們認為這是由于ETNO避免接近半長軸為300-400天文單位的行星。隨著數據的增加(40個物件),ETNO的相互節點距離分布顯示出最短的相互升交點和降交點距離之間存在統計學上的顯著不對稱性,這可能不是由于觀測偏差,而可能是外部擾動的結果。

極端海王星天體繞軌道運行六個原始軌道和八顆額外的極端海王星外天體,其近日點附近的當前位置為紫色,假設的第九行星軌道為綠色13顆極端海王星外天體當前位置的特寫視圖

模擬:再現觀察到的群集

極端海王星外天體軌道的群集和近日點的升高在包括第九行星在內的模擬中再現。在巴蒂金和布朗進行的模擬中,以隨機方向開始的半長軸高達550 AU的離散盤天體群被雕刻成空間受限軌道的近似共線和共面群的高度偏心軌道上。 這使得大多數天體的近日點指向相似的方向,并且天體的軌道具有相似的傾斜度。這些天體中有許多進入了像塞德娜這樣的高近日點軌道,出乎意料的是,有些進入了垂直軌道。巴蒂金和布朗后來注意到這些軌道以前被觀測到過。

在他們最初的分析中,巴蒂金和布朗發現,在使用10個地球質量的模擬中,最好的再現前六個極端海王星外天體的軌道分布{{efn-ua|巴蒂金和布朗提供了質量的一個數量級估計。

如果“M”等于0.1地球質量,那么動力學演化將以異常緩慢的速度進行,太陽系的壽命可能不足以進行所需的軌道雕刻。

如果“M”等于1地球質量,那么長壽命拱點的反對齊軌道確實會發生,但不穩定軌道的移除將發生在比太陽系當前演化更長的時間尺度上。因此,即使它們會表現出對特定拱點方向的偏好,它們也不會像數據那樣表現出真正的局限性。

他們還指出,“M”大于10地球質量意味著半長軸更長。因此,他們估計該天體的質量可能在5到15M??。位于以下軌道的行星

半長軸“a” ≈ 700 AU(軌道周期 7001.5=18,520 年)

離心率 “e” ≈ 0.6,(近日點 ≈ 280 AU, 遠日點 ≈ 1,120 AU)

轉軸傾角“i” ≈ 對黃道傾角30°

升交點黃經“Ω” ≈ 100°.

近心點幅角“ω” ≈ 140° 和近心點經度“ω”= 240°。

第九行星的這些參數對海王星外天體產生了不同的模擬效果。半長軸大于250 AU,如果它們的偏心度較低,就可以有穩定、對齊的軌道。這些天體尚待觀察。

還研究了第九行星的其它可能軌道,其半長軸在400 AU和1500 AU之間,離心率高達0.8,軌道傾角范圍很廣。這些軌道產生了不同的結果。巴蒂金和布朗發現,如果第九行星有更高的轉軸傾角,極端海王星外天體的軌道更有可能有類似的傾角,但反對齊也會減少。Becker等人的模擬表明,如果第九行星的離心率較小,它們的軌道會更穩定,但在離心率較高的情況下,反對齊的可能性更大。勞勒等人發現,如果第九行星的軌道是圓形的,那么與第九行星發生軌道共振時捕獲的天體會更小,到達高傾角軌道的天體也會更少。Cá谷神星等人的研究表明,如果第九行星的近日點軌道較低,極端海王星外天體的軌道會更好地對齊,但其近日點需要高于90 AU。巴蒂金等人后來的研究發現,更高的離心率軌道降低了極端海王星外天體軌道的平均傾斜。 雖然第九行星的軌道參數和質量有很多可能的組合,但沒有一種替代模擬能更好地預測觀測到的原始極端海王星外天體的排列。更多遙遠太陽系天體的發現將使天文學家能夠對這顆假設行星的軌道做出更準確的預測。這些也可能為第九行星假說提供進一步的支持或反駁。

動力學:第九行星如何改變極端海王星外天體的軌道

第九行星通過一系列效應改變了極端海王星外天體的軌道。在很長的時間尺度上,第九行星對極端海王星外天體的軌道施加力矩,該力矩隨其軌道與第九行星的對齊而變化。由此產生的角動量交換導致近日點上升,將它們置于類似塞德納的軌道上,然后下降,在數億年后使它們回到原來的軌道。當它們的離心率很小時,它們的近日點方向的運動也會反轉,使物體保持反對齊,見圖上的藍色曲線,或對齊的紅色曲線。在較短的時間尺度上,與第九行星的運動共振提供了相位保護,通過略微改變天體半長軸來穩定它們的軌道,使它們的軌道與第九行星同步,并防止近距離接近。海王星和其他氣態巨行星引力,以及第九行星軌道的傾斜,減弱了這種保護。這導致了天體在共振之間跳躍時,半長軸的混沌變化,包括百萬年時間尺度上的高階共振,如27:17。如果極端海王星外天體和第九行星都在傾斜軌道上,那么平均運動共振對于它們的生存可能不是必要的。天體的軌道極點圍繞太陽系皮埃爾-西蒙·拉普拉斯平面的極點進動。在大的半長軸上,拉普拉斯平面向第九行星軌道的平面彎曲。這導致極端海王星外天體的軌道極點平均向一側傾斜,并且使其升交點的經度群集。

具有大半長軸的垂直軌道中的天體

第九行星可以將極端海王星外天體送入大致垂直于黃道的軌道。已經觀測到幾個轉軸傾角大于50°、半長軸大于250 AU的天體。當一些低傾角的極端海王星外天體在到達低離心率軌道時與第九行星形成長期共振時,就會產生這些軌道。共振導致它們的離心率和傾角增加,將極端海王星外天體輸送到具有低近日點的垂直軌道上,在那里它們更容易被觀測到。然后,極端海王星外天體演變成具有較低離心率的逆行軌道,之后它們經過第二階段的高離心率垂直軌道,然后返回低離心率和傾斜軌道。與第九行星的長期共振涉及軌道參數和近日點經度的線性組合:Δ? – 2ω。與谷在機制不同,這種共振導致物體在幾乎垂直的軌道上達到最大離心率。在巴蒂金和莫比德利進行的模擬中,這種進化相對常見,38%的穩定物體至少經歷過一次。當它們到達低近日點時,這些天體的近日點論點群集在第九行星的附近或對面,它們的升交點經度群集在距離第九行星任一方向90°左右。這與觀測結果大致一致,這些觀測結果的差異歸因于與已知氣態巨行星的遙遠相遇。

高傾角天體的軌道

半長軸小于100天文單位的高傾角極端海王星外天體族群可能是由第九行星和其它巨行星的共同作用產生的。進入垂直軌道的極端海王星外天體的近日點足夠小,其軌道可以與海王星或其他巨行星的軌道相交。與其中一顆行星的相遇可以將極端海王星外天體的半長軸降低到100 AU以下,在那里,物體的軌道不再由第九行星控制,使其軌道類似2008 KV42。預測這些天體中壽命最長的天體軌道分布是不均勻的。大多數軌道的近日點在5 AU到35 AU之間,軌道傾角在110°以下;在一個幾乎沒有天體的間隙之外,將是其它傾斜度接近150°和近10 AU的物體。許多天體在遇到其它氣態巨行星后也能被驅逐出太陽系。大量未觀測到的種群和許多天體的丟失導致馬迪根等人估計原始種群的質量是地球質量的數十倍,這就要求在太陽系早期噴出更大的質量。馬迪根等人得出結論,第九行星的存在不太可能,目前觀察到的現有極端海王星外天體的排列是一種暫時現象,隨著更多天體被探測到,這種現象將消失。

2019年估計

2019年2月,符合半長軸超過250天文單位的原始假設的極端海王星外天體總數已增加到14個:

半長軸400–500 AU;

軌道離心率 0.15–0.3;

軌道傾角? 20°;

質量約為地球質量的5倍。

2021年估計

2021年8月,巴蒂金和布朗重新分析了與極端海王星外天體觀測相關的數據,同時考慮了觀測偏差,他們發現在某些方向上觀測的可能性比其他方向更大。他們表示,觀察到的軌道群集“在99.6%的置信水準下仍然很重要”。將觀測偏差與數值模擬相結合,他們預測了第九行星的特征:

半長軸380+140 ?80 AU(300–520 AU);

近日點300+85 ?60 AU (240–385 AU);

軌道傾角 16+5 ?° (11°–21°);

質量6.2+2.2 ?1.3地球質量(8.4M⊕–4.9M⊕)。

接受度

美國航空航天局行星科學部主任吉姆·格林支持麥克·布朗的說法,他認為“現在的證據比之前更強”。但格林警告說,對遙遠海王星天體觀察到的運動有其他的可能性,并引用卡爾·薩根的話“非凡的主張需要非凡的證據”。

湯姆·萊文森得出的結論是“就目前而言,第九行星似乎是現在所知道的太陽系外圍區域唯一令人滿意的解釋”。亞歷山德羅·莫爾比德利(Alessandro Morbidelli)評論《天文期刊》的研究文章時表示同意,他說“我看不到其他解釋可以取代貝提金和布朗所提出的”。

美國天體物理學家伊森·西格爾對太陽系中存在尚未發現的行星持懷疑態度,但他推測太陽系至少有一顆超級地球,這種星球在其他行星系中很常見,但尚未在太陽系中被發現。超級地球在太陽系早期的動力不穩定期間可能已經從太陽系中彈出。行星科學家哈爾·萊維森(Hal Levison)認為被彈出太陽系的超級地球最終落入奧爾特云的可能性僅為2%左右,并推測如果該星球進入穩定的軌道,許多物體必須被拋出奧爾特云。

天文學家預計,第九行星的發現將有助于人類理解太陽系和其他行星系統形成的過程,了解太陽系的非比尋常——因為其缺乏位于地球海王星質量之間的行星。

備選假說

臨時或巧合的群集

外太陽系調查(OSSOS)的結果表明,觀測到的群集是觀測偏差和小數統計相結合的結果。OSSOS是對具有已知偏差的外太陽系的良好特征調查,觀測到八顆半長軸大于150天文單位的天體,其軌道方向很寬廣。在考慮了調查的觀測偏差后,沒有看到和塞德娜確定的近日點論點的群集,半長軸較大的天體的軌道方向在0°左右校準了數十億年(盡管沒有近日點較小的天體),并在1,500天文單位的高轉軸傾角軌道上與海王星質量天體一起經歷了一段時間的平衡。另一個過程,比如一顆經過的恒星,將被要求解釋180°附近沒有近日點論據的天體

大容量圓盤中的傾斜不穩定性

安-瑪麗·馬迪根(Ann-Marie Madigan)和邁克爾·麥考特(Michael McCourt)假設,在遙遠的大質量帶(假設稱為Zderic-Madigan或ZM帶)中,傾角不穩定性負責極端海王星外天體近日點論點的對齊。這些天體位于海王星之外,繞太陽運行的平均距離是地球的250倍以上。這些極端海王星外天體往往在一個扇形區內最接近太陽,其軌道也有類似的傾斜。這些排列表明,一顆未被發現的行星可能正在引導已知最遙遠的太陽系天體的軌道。盡管如此,一些天文學家仍對這一結論提出了質疑,并斷言這是由于在一年中的大部分時間里發現和跟蹤這些天體的困難,因此是由于觀測偏差造成極端海王星外天體軌道的聚集。

由一個巨大的圓盤牧養

安特拉尼克·塞菲利安(Antranik Sefilian)和杰哈德·圖馬(Jihad Touma)提出,一顆未被發現的行星負責一些軌道獨立的ETNO的軌道,并且有著巨大半長軸的半人馬小行星,而這些太陽系小天體們穿過巨行星的軌道。擬議的海王星質量行星將位于遙遠(1500 AU)、偏心(離心率 0.4)和傾斜(轉軸傾角 :40°)的軌道上。像第九行星一樣,它會導致半長軸大于300天文單位的物體的近日點振蕩,將一些送入行星交叉軌道,而另一些則進入像塞德娜這樣的獨立軌道。戈麥斯、蘇亞雷斯(英語:Soares)和布拉瑟(英語:Brasser)在2015年發表了一篇文章,詳細介紹了他們的論點。

古在機制導致的對齊

拉斐爾·特魯希略和謝潑德最早描述了具有大半長軸的海王星天體軌道的群集,他們注意到賽德娜和類賽德娜的2012 VP113軌道之間的相似性。如果沒有第九行星的存在,這些軌道應該是隨機分布的,沒有偏好任何方向。經過進一步分析,特魯希略和艾倫·謝潑德觀察到,近日點大于30 AU且半長軸大于150 AU的12個海王星外天體的近日點參數聚集在零度附近,這意味著當它們最接近太陽時,它們會升至黃道上方。特魯希略和謝潑德提出,這種排列是由海王星以外的一顆巨大的未知行星通過古在機制引起的。對于具有相似半長軸的物體,古在機制會將其近日點的論點限制在接近0度或180度。這種限制允許具有偏心和傾斜軌道的物體避免靠近行星,因為它們會在距離太陽最近和最遠的點之間穿過行星軌道的平面,并在它們遠高于或低于其軌道時穿過行星的軌道。特魯希略和艾倫·謝潑德關于這些物體如何通過古在機制對齊的假設,已被進一步的分析和證據所取代。

反響

美國航空航天局行星科學部主任吉姆·格林支持麥克·布朗的說法,他認為“現在的證據比之前更強”。但格林警告說,對遙遠海王星天體觀察到的運動有其他的可能性,并引用卡爾·薩根的話“非凡的主張需要非凡的證據”。

湯姆·萊文森得出的結論是“就目前而言,第九行星似乎是現在所知道的太陽系外圍區域唯一令人滿意的解釋”。亞歷山德羅·莫爾比德利(Alessandro Morbidelli)評論《天文期刊》的研究文章時表示同意,他說“我看不到其他解釋可以取代貝提金和布朗所提出的”。

美國天體物理學家伊森·西格爾對太陽系中存在尚未發現的行星持懷疑態度,但他推測太陽系至少有一顆超級地球,這種星球在其他行星系中很常見,但尚未在太陽系中被發現。超級地球在太陽系早期的動力不穩定期間可能已經從太陽系中彈出。行星科學家哈爾·萊維森(Hal Levison)認為被彈出太陽系的超級地球最終落入奧爾特云的可能性僅為2%左右,并推測如果該星球進入穩定的軌道,許多物體必須被拋出奧爾特云。

天文學家預計,第九行星的發現將有助于人類理解太陽系和其他行星系統形成的過程,了解太陽系的非比尋常——因為其缺乏位于地球與海王星質量之間的行星。

參考資料 >

神出鬼沒的X行星.中國國家天文.2024-08-15

你知道太陽系的X行星嗎?它比地球大,但為什么很難找到?.網易.2024-08-15

被稱為太陽系第9顆行星的行星X是什么顏色?.搜狐網.2024-08-15

生活家百科家居網