第五顆巨行星可能曾在我們的太陽系中存在

這項工作引發了關於在太陽系外圍早期歷史中是否存在超級地球大小的天體的問題

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在我們的太陽系內,一顆額外的巨行星,甚至可能是兩顆,可能曾經伴隨著木星、土星、海王星和天王星。

顯示我們的太陽系如何形成的計算機模型表明,行星曾經在太空中互相引力彈射,在數十億年的過程中才穩定到目前的軌道。

在對行星散射階段進行的 6000 多次模擬中,科羅拉多州博爾德市西南研究所的行星科學家大衛·內斯沃尼發現,一個最初有四顆巨行星的太陽系只有 2.5% 的機會演變成目前所見的軌道。內斯沃尼發現,這些系統在早期會過於劇烈,最終不太可能像我們的太陽系,最有可能導致隨著時間的推移巨行星少於四顆的系統。


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相反,一個與我們目前的太陽系匹配的可能性高出約 10 倍的模型始於五顆巨行星,其中包括一個現在已消失的世界,其質量與天王星和海王星相當。內斯沃尼解釋說,這顆額外的行星可能是一顆富含冰物質的“冰巨星”,就像天王星和海王星一樣。

計算機模型使內斯沃尼能夠建立一個潛在的額外行星離開太陽系的影片

研究人員表示,當太陽系大約 6 億年曆史時,它經歷了一個主要的動盪時期,散射了巨行星和較小的世界。最終,與木星的引力遭遇會將這個神秘的世界拋向星際空間,大約在 40 億年前。

內斯沃尼指出,儘管這些發現聽起來可能很奇妙,但最近在星際空間中發現了大量自由漂浮的世界。 因此,行星從太陽系中被 ejection 出來可能很常見。

內斯沃尼告訴 SPACE.com:“這項工作提出了關於太陽系外圍早期歷史的有趣問題。” “例如,傳統上,大多數研究都集中在巨行星、它們的衛星、柯伊伯帶天體以及它們的相互作用上——這就是我們現在在太陽系外圍擁有的。但是火星到超級地球大小的天體呢? 這樣的天體是否在太陽系外圍形成並在後來被 eliminated 掉? 如果沒有,那又是為什麼呢?”

內斯沃尼說:“這僅僅是個開始。” “要確定是否真的存在第五顆行星,還需要做很多工作。 我自己還沒有完全信服。”

內斯沃尼的研究在《天體物理學雜誌快報》上線上詳細介紹。

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大眾科學. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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