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神秘“X行星”真的存在?冥王星外发现新天体2015 TG387

神秘“X行星”真的存在?冥王星外发现新天体2015 TG387

神秘“X行星”真的存在?冥王星外发现新天体2015 TG387

神秘“X行星”真的存在?冥王星外发现新天体2015 TG387

艺术家笔下的X行星想像图。虽然目前我们还没发现X行星,但它可能会影响遥远的小型天体轨道──就像是最近刚发现的2015 TG387。 ILLUSTRATION B

艺术家笔下的X行星想像图。虽然目前我们还没发现X行星,但它可能会影响遥远的小型天体轨道──就像是最近刚发现的2015 TG387。 ILLUSTRATION BY CARNEGIE INSTITUTION FOR SCIENCE, DTM, ROBERTO MOLAR CANDANOSA/SCOTT SHEPPARD

从这张插图中,我们可以看到新发现的2015 TG387(昵称小妖精)和太阳系其它天体公转轨道的比较。 ILLUSTRATION BY CARNEGIE INST

从这张插图中,我们可以看到新发现的2015 TG387(昵称小妖精)和太阳系其它天体公转轨道的比较。 ILLUSTRATION BY CARNEGIE INSTITUTION FOR SCIENCE, DTM, ROBERTO MOLAR CANDANOSA/SCOTT SHEPPARD

(36500365uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Nadia Drake 编译:林宇威):冥王星外发现新天体,暗示可能有神秘「X行星」存在!这颗新发现的的奇怪冰质天体宽度和美国麻州差不多,可能是太阳系外侧遥远处的某群天体中被我们所发现的第一颗。

太阳系的大家族最近又多了一个遥远的新成员:冰冻的小型天体2015 TG387,它每隔4万年才会绕太阳一圈,离太阳最远的时候,甚至比所有已知的太阳系天体都还要远(除了部分彗星以外)。 2015 TG387上一次接近太阳的时候,长毛象(mammoth)和洞熊(cave bear)正在欧亚大草原上悠游漫步,现代人类还在用石头打造工具呢!

2015 TG387可能呈现圆球形,直径和美国的麻州(Massachusetts)差不多,天文学家给这个天体的昵称是「小妖精」(Goblin);它和太阳系其他几个遥远天体的轨道,似乎暗示着在太阳系遥远的边陲地带,有一颗「X行星」(Planet X)存在。

「我们每发现一个像2015 TG387这样孤立隔绝的小天体,都让我们离发现X行星的那天更为接近。」美国卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science)的史考特.薛浦德(Scott Sheppard)如此表示,国际天文联合会(International Astronomical Union)的小行星中心(Minor Planet Center)在10月2日的通告中发布了他的研究结果。

「但其实这也说不准,如果我们发现更多这类的天体,或许会发现这颗行星根本就不存在。」

有点可疑

正如其名,2015 TG387最初是在2015年引起了天文学家的注意。这么多年来,薛浦德和他的同事一直利用地球上最敏锐的望远镜,凝望太阳系外侧的边陲地带,在天空中搜寻仍受到太阳重力牵引的遥远天体。

进行这样的巡天工作需要大量的时间和耐心,因为只是看到一颗小小的亮点,并没有办法告诉我们太多事情。而是得在茫茫星海中,细心地追踪像2015 TG387这类天体缓缓移动的痕迹。

「我们花了三年的时间观测,才能将这颗天体的轨道计算到一个我们还算满意的程度,」薛浦德说,「我们还发现了几个和2015 TG387距离差不多遥远的天体,不过,还需要再花一两年的时间,来计算它们的轨道,看看它们是否真的值得关注。」

2015 TG387现在正在北方天空的双鱼座(Pisces)附近,距离地球约80个天文单位(AU),也就是到太阳的距离比地球远了80倍,或者说是冥王星的两倍远。这颗小雪球正在往太阳系的内侧移动,不过即使它到达离太阳最近的地方,仍然有65个天文单位,最远的时候甚至达2300个天文单位。
虽然目前这颗小天体与地球的距离,是位在轨道中相对来说比较近的地方,但我们还是无法在夜空中亲眼目睹它的踪迹。因为2015 TG387的亮度是24等,和冥王星的一颗小卫星差不多亮。而如果没有相当尺寸的业余望远镜和经常的练习,你甚至连冥王星都看不到。薛浦德估计这个天体的直径约为290公里,不过这个估算和它的表面反射率有关。

行星碎屑

2015 TG387这个遥远的天体之所以让天文学家兴奋不已,是因为我们近年来,还发现了好几颗一样非常遥远的天体,也都以夸张的椭圆形轨道围绕太阳公转,它们与太阳的距离从来不会比海王星还近。这其中包括2003年发现的塞德娜(Sedna),和2012年发现、昵称拜登(Biden)的2012 VP113。

2015 TG387的公转轨道,与其他几个天体的轨道有某些程度的相似之处,这显示在太阳系外侧的无尽漆黑之中,可能藏匿着一颗有好几倍地球质量的大行星。

「这显示有个什么东西,把这些天体都推进了相似类型的公转轨道。因此,我们才认为有一颗巨大的X行星在那,」薛浦德表示,「这颗大小介于超级地球到海王星之间的行星,把这些天体赶进了这种轨道,所以它们才会这么稳定。」

薛浦德和他的同事正在搜寻这颗行星,他表示2015 TG387或多或少帮助他们缩小了搜寻范围。截至目前为止,他推测X行星的位置与2015 TG387的轨道相对,而形成重力共振,清扫并维持住这些既怪异又扁长的轨道。

但还有另一种可能性,那就是天文学家其实只看到了太阳系外侧天体的一小部分,而这一小群天体的轨道刚好与赛德娜的轨道类似。其实另外还有部分太阳系外侧天体的轨道,并不支持有X行星的存在。

像是英国贝尔法斯特女王大学(Queen’s University Belfast)的天文学家蜜雪儿.班尼斯特(Michele Bannister),就不相信有颗神秘的大型行星,她认为要有更多的证据才能做出这样的推断。

「验证的方法就是就是要了解各种不同类型、不同形状轨道的多样性,」她说,「我很期待能看到加入X行星后的更详细模拟。」

古老遗迹

不过,班尼斯特对于这颗新发现的天体也一样感到相当兴奋,因为它可能是一大群我们很难见到的未知天体里,第一颗被我们发现的。

她说:「每一次发现的新天体,都是众多天体的冰山一角。我们可能是看到距离太阳最近,因此亮度最亮的一颗,或是这群天体当中比较大的一颗,所以我们才能侦测到它的存在。」

班尼斯特认为,这些各式各样的冰冻碎片,是理解整个太阳系周围环境和历史演化的关键。到目前为止,科学家只找到了少数类型的天体--包括距离太阳50个天文单位的、类似塞德娜这样距离太阳约80个天文单位的,还有公转轨道会直接进入太阳系内侧的天体。

最后一种类型的天体就是彗星,科学家们认为彗星来自欧特云(Oort Cloud)的外侧边缘,这是一大群分布在2000至20万天文单位远的的冰冻碎屑。 2015 TG387的主要成分是冰,与彗星类似,但轨道却与彗星完全不同。

相反地​​,2015 TG387可能是在欧特云的内部边缘形成,目前为止我们还无法深入探测这个区域。

班尼斯特认为,在这些遥远天体众多谜团中最重要的问题之一,就是它们究竟是如何形成的。在海王星之外的区域缺乏足够的物质,很难形成这么一大群天体。

另一个我们还搞不清楚的谜团,是这些天体怎么会被推到如此遥远的地方。天文学家提出各式各样的理论解释--有些人认为是微小的重力推移,逐渐扰乱了它们的轨道;有些人认为它们是彼此间互相吸引的微行星(planetesimal );还有些人认为是邻近的恒星近距离飞掠,或什至是没有母恒星的流浪行星(rogue planet)。

班尼斯特说:「这群天体还是很让人兴奋,因为我们还无法对它们的起源有很完善的解释,它们可能是在太阳系诞生之初就存在的古老微行星,却因为某种我们还不知道的机制而位于此处。」




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