读者好!我叫爱琳娜(Irina),我经营有关天体物理学和量子力学的Quant电报频道。
当然,许多人都听说过第九颗行星,它尚未被发现,但对太阳系中物体的行为有很大的影响。一些天文学家同意这一假设,并仔细扫描外太空以寻找第九颗行星,另一些天文学家则否认了这一假设,并给出了支持这一假设的证据。
今天,我准备了一篇文章的译文,该文章否认存在第九行星,并对此进行了论证。
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艺术家的想法是一个遥远的太阳的假想行星。
第九颗行星是理论上未发现的巨型行星,位于我们太阳系神秘的角落。
第九行星存在的假设解释了一切,从太阳旋转轴的倾斜到海王星以外轨道上小型冰冷小行星的明显堆积。
但是真的有第九颗行星吗?
在太阳系边缘的发现
柯伊伯带是小冰块的集合,它们在海王星外围绕太阳旋转,距离超过30 AU (一个天文单位或AU是地球与太阳之间的距离)。柯伊伯带天体(KBO)的大小范围从大石头到长达2000公里。 OPK是剩余的小行星材料以及小行星带,这些小行星材料未用于形成行星。
迄今为止,在最成功的柯伊伯带研究中所做的发现-对外部太阳系(OSSOS)起源的研究-为我们所看到的轨道提供了更狡猾的解释。人们发现,许多DIC的轨道都非常椭圆和倾斜,例如冥王星的轨道。
数学计算和详细的计算机模拟表明,只有在海王星最初形成几个AU的情况下,才能在Kuiper带中看到轨道。靠近太阳并向外迁移到当前轨道。海王星的迁移解释了柯伊伯带中高度椭圆形轨道的普遍性,并且可能解释了我们观察到的所有CMO轨道,除了少数处于极端轨道的CMO(始终保持至少10 AU)之外。比海王星更远。
第二个柯伊伯带天体(仅次于冥王星)是1992 QB1,是美国天文学家David Jewitt和Jane Luu于1992年在夏威夷的莫纳克亚山用2.2米望远镜发现的。
这是否证明了第九行星的存在?
这些极端的轨道是第九行星存在的最好证据。其中的前几个是在太阳系的一个象限中发现的。天文学家期望看到方向不同的轨道,除非它们受到外力的限制。在同一方向的轨道上发现了几个极端DIC,这暗示着正在发生某种事情。两组不同的研究人员计算得出,只有大而遥远的行星才能容纳受太阳系一部分限制的所有轨道,因此第九颗行星的理论诞生了。
根据理论,第九颗行星的质量是地球的5-10倍,其轨道范围为300-700 AU。关于它在太阳系中位置的一些预测已经发表,但是没有一个搜索团队发现它。经过四年的搜寻,仍然只有间接证据证明存在九号行星。
DIC搜索
寻找国防工业需要仔细计划,准确计算和仔细观察。我(Samantha Lawler)是OSSOS的一部分,OSSOS是来自八个国家的40位天文学家的合作。我们使用加拿大-法国-夏威夷望远镜五年来定位和跟踪800多个新的CMO,这使已知的CMO的数量有了良好的增长,而CMO的轨道已被精确测量。 OSSOS检测到的OPC的大小从几公里到100多公里不等,检测范围从几到100 AU以上不等,其中大多数处于40-42 AU的水平在柯伊伯带的主要部分。
MIC不会自行发光:这些小的冰体仅反射太阳的光。因此,如果将OPK进一步移动10次,则可见度将变差10,000倍。而且,根据物理定律,椭圆形轨道中的MIC将大部分时间都花在其轨道的最远部分。因此,当椭圆轨道靠近太阳且明亮时,很容易在椭圆轨道上找到它们,但是它们大部分时间都在不可见的地方度过。
这意味着椭圆形轨道的OPO很难检测,尤其是极端的,它们总是离太阳较远。迄今为止,只发现了其中的几个,并且借助现代望远镜,我们只能在它们接近中心点时(在其轨道上与太阳最接近的点)时才能检测到它们。
这导致了另一个难题,这一难题在许多研究中历来被忽略:仅在一年中的某些时候才能检测到太阳系每个部分的MIC。地面望远镜进一步受到季节天气的限制,在多云,多雨或多风的条件下发现的可能性较小。在银河系平面附近发现OPK的可能性也较小,那里有无数的恒星,很难找到昏暗冰冷的流浪者。
轨道大于250 AU的所有已知OPK。由OSSOS和DES发现的MIC的轨道有很多方向。先前有未知偏见的研究发现它们的方向相同。
校正偏移
OSSOS发现了几个新的极限DPC,其中一半在边界区域之外,并且在统计上与均匀分布一致。新研究证实了非集群OSSOS发现。一队天文学家利用来自暗能量研究(DES)的数据,发现了300多个没有轨道聚类的新DIC。因此,现在有两项独立的研究(均已仔细监测并报告了检测到极端CPD时的偏差),但尚未发现任何轨道聚类的证据。
在OSSOS和DES之前检测到的所有极端DPC均来自未完全报告其方向偏差的研究。因此,我们不知道是否所有这些MIC都在太阳系的同一象限中找到,因为它们实际上是有限的,或者是因为没有研究在其他象限中进行足够深入的研究。我们进行了另外的模拟,结果表明,如果仅使用一台望远镜在一个季节内进行观测,那么极端的OPK当然将仅在太阳系的一个象限中被检测到。
此外,通过测试第九行星的理论,我们详细检查了所有已知“极限” OPK的轨道,发现除了中心最高的两个OPK外,所有其他因素都可以通过已知的物理效应来解释。这两个CMO都是异常的,但是我们先前对Kuiper带进行的详细计算机模拟(其中包括第9行星的引力作用)产生了一套“极端” CMO,其中心距平滑地在40 AU到100 AU以上。
这些模拟表明,必须有许多具有两个异常的大中心的OPC,而且还必须有许多易于检测的,具有小中心的OPC。为什么轨道上的发现与假设不符?答案可能在于第九行星的理论与详细的观测结果不符。
我们的仔细观察揭示了不仅仅限于第九号行星的CMO,而且我们的模拟显示,柯伊伯带必须包含其他轨道,而不是第九号行星确实存在的情况。必须使用其他理论来解释具有高中心点的极端DIC,并且科学文献中不乏所提出的理论。
在神秘的外部太阳系中还有许多美丽而令人惊奇的天体,但我不相信第九行星就是其中之一。