第九行星神秘面纱将在数月内被揭开?

多年来,科学家们一直在观测太阳系的外层区域,以寻找第九行星。

虽然冥王星在 2006 年被降级为矮行星,但一些研究人员认为,在更遥远的地方可能还潜藏着一个更大的世界,正等待着被发现。

毕竟,天王星和海王星的发现时间比我们较近的行星邻居要晚得多。可能还有另一颗行星在那儿;但我们目前还不具备发现它的技术。但这种情况可能很快就会改变。

“第九行星极有可能会在维拉·C·鲁宾天文台运行的第一年被发现,”加州理工学院的天文学家迈克·布朗在接受《有趣工程》采访时表示,他是提出第九行星假说的科学家之一。

随着鲁宾天文台于 2025 年开始运行,我们或许很快就能在太阳系中迎来一个“新成员”。

如果第九行星确实存在,科学家们认为,它距离太阳比太阳系中已知的行星远数十亿英里。

像暗物质一样,它从未被直接观测到。但由于它对附近物体的引力影响,我们知道它可能在那里。

2004 年,科学家们观察到塞德娜(Sedna),一个位于柯伊伯带之外的潜在矮行星,围绕太阳的轨道不同寻常。这暗示它的轨道可能受太阳系外层另一个质量巨大的未知天体所影响。

然后,在 2014 年,天文学家宣布他们在柯伊伯带发现了一个轨道偏心的小天体。2012 VP113 天体的发现给塞德娜假说提供了支撑,因为塞德娜和 2012 VP113 有着相似轨道。

正如布朗所言,他和同事在发现“柯伊伯带中最遥远的天体,在极其拉长的轨道上远离海王星及其他一切,都聚集于一个方向”之后,提出了第九行星假说。

共同发现塞德娜的布朗也思索了其他可能性。“在我们意识到所有这些天体都聚集一处之前,我们早期的一些假设为,在太阳系早期历史中,当一颗恒星异常靠近太阳时,形成了远离海王星的高度拉长的轨道。”

最终,他们认为太阳系中一些已知的最遥远的天体的表现就好像有一颗大行星在影响它们围绕太阳的轨道。虽然人类自 1846 年发现海王星——以及如今已被降级的 1930 年发现的冥王星以来,再未发现过行星——但这绝非意味着没有其他行星围绕我们的恒星运转。

与暗物质不同,布朗认为我们很快就能直接观测到第九行星。智利的维拉·C·鲁宾天文台将于 2025 年开放。这个开创性的新天文台耗时九年建成,耗资 19 亿美元。

它将以前所未有的方式观测夜空。对于布朗以及其他“第九行星”的支持者而言,关键在于,它最终可能会发现这颗难以捉摸的第九行星。但也有可能完全排除它的存在。

据布朗说:“第九行星很有可能在鲁宾运行的第一年就被发现。但也有可能它对于天文台而言太微弱了,不过这是我们迄今最好的机会。”

虽然詹姆斯·韦伯太空望远镜最近改变了我们对早期宇宙的看法,但鲁宾将为离家较近的天体提供极其准确的数据。

尽管我们如今在太空中有像詹姆斯·韦伯这样极其先进的空间天文台在运行,布朗解释说:“空间天文台通常不是为了在广阔的天空区域寻找微弱的天体而设计的。为此,我们需要地面上的望远镜。”

鲁宾将以前所未有的详尽程度绘制夜空图,科学家们表示,这将改变我们对宇宙的理解。这个地面天文台将使用激光指示器,用其 8.4 米直径的镜子和 3200 万像素的相机精确绘制夜空。

至关重要的是,该天文台被设计为不断移动,这意味着它可以相对较快地覆盖大片区域。据《卫报》的一份报告称,它每晚能够探测到 1000 万个事件,包括超新星爆炸和小行星的运动。

布朗说,如果鲁宾真的发现了第九行星,“我们的最佳猜测是它类似海王星,但我们也可能大错特错。它甚至可能是个巨大的冰球。”

有一件事是肯定的:第九行星的发现将会对天文学产生巨大影响。布朗也是冥王星降级的关键人物,他解释道,如果我们真的发现了它,“我们会突然有第五颗巨型行星可供研究,其质量范围在太阳系中独一无二。”

第九行星的发现无疑会导致像美国国家航空航天局(NASA)这样的机构向这个新发现的世界发送探测器。近距离观测将让我们对太阳系的过去以及我们自己星系之外的行星有更多的了解。

“有趣的是,第九行星的预期质量——大约是地球质量的七倍——是银河系其他部分中最常见的行星质量之一,”布朗继续说道。“所以我们终于有机会近距离观察这些非常常见的行星类型之一。”

如果第九行星的质量可能大约是我们星球的七倍,为什么天文学家还没有发现它?一个可能的答案是它离得太远,以至于阳光几乎无法到达那个遥远的世界。另一个答案是它根本不存在。

虽然布朗和他的团队称他们已经否定了几个能够解释柯伊伯带天体轨道不规则性的不同假设,但并非所有科学家都信服。

例如,加拿大里贾纳大学的天文学家萨曼莎·劳勒(Samantha Lawler)认为,这些轨道的弯曲是由于“观测偏差”。“这是因为,比起太阳系边缘更遥远的例子,更容易发现靠近太阳的跨海王星天体(TNOs)。

劳勒是外太阳系起源调查(OSSOS)的一员,这是一个由来自八个国家的 40 位天文学家合作开展的项目,旨在发现和追踪柯伊伯带天体(KBOs)。

在五年多的时间里,他们使用加拿大 - 法国 - 夏威夷望远镜发现了 800 个新的 KBOs。这几乎使具有精确测量轨道的已知 KBOs 数量增加了一倍。基于这些发现的计算机模拟显示,KBO 轨道没有聚集现象。

在为 《对话》 撰写的一篇文章中,劳勒写道:“在神秘的外太阳系中,还有许多美丽且令人惊讶的天体有待发现,不过我不认为第九行星是其中之一。”

不过,布朗和他的同事们仍然充满信心,毫不气馁。就他而言,布朗认为针对他的假设的批评是科学进程中的一个良性范例。“科学家天生就持怀疑态度,”他说。“对于像这样的重大主张,他们理所当然地更加怀疑。最终,我们必须找到它,才能给出最具说服力的案例。”