科學家們在尋找假定的第九行星的道路上又發現了一個標記。
這個線索是 2015 TG387,一個在太陽系外緣,遠超冥王星的新發現物體。2015 TG387 的軌道與其他極遠天體的軌道具有相似的特點,這些天體的軌道似乎是由那個遙遠、寒冷區域中一個非常大的物體的引力塑造的——即假想的第九行星,也稱為 X 行星。
“這些遙遠的物體就像麵包屑,引領我們找到 X 行星,”位於華盛頓特區的卡內基科學研究所的研究負責人斯科特·謝潑德在一份宣告中說。[我們太陽系中“第九行星”的證據(圖集)]
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“我們找到的越多,我們就越能更好地瞭解外太陽系以及我們認為正在塑造其軌道的可能行星——這一發現將重新定義我們對太陽系演化的認識,”他補充道。
在這些麵包屑中,2015 TG387 是特殊的,因為它是在對北部和南部天空進行相對均勻的調查期間發現的,而不是在天空的某些部分有針對性地尋找聚集的物體時發現的,謝潑德說。有針對性的搜尋可能會產生有偏見的結果——例如,出現實際上可能不存在的聚集現象,他解釋說。
謝潑德說,在低偏差類別中,2015 TG387 有兩個矮行星伴侶:2012 VP113,他和他的同事查德威克·特魯希略(他也是這篇新論文的合著者)在 2014 年發現了它,作為同一項持續的長期調查的一部分;以及相對較亮的賽德娜(因為已經搜尋了整個天空以達到其亮度水平)。
“然後,如果你引入一些其他極端物體——其中幾個也是在我們的調查中發現的,”謝潑德告訴 Space.com。“統計資料越來越表明,這顆行星很可能存在。”
謝潑德和他的同事於 2015 年 10 月首次發現了 2015 TG387,他們使用了日本位於夏威夷火山頂峰莫納克亞的 26 英尺(8 米)的昴星團望遠鏡。研究人員給這個物體起了個綽號“哥布林”,因為發現日期和臨時名稱中的“TG”。
該團隊花了三年時間才確定了哥布林的軌道,他們藉助智利的拉斯坎帕納斯天文臺和亞利桑那州的探索頻道望遠鏡的觀測完成了這項工作。
2015 TG387 沿著一條極其橢圓的路徑繞太陽執行,在最近點(稱為近日點)距離太陽約 65 個天文單位 (AU),在最遠點(遠日點)距離太陽約 2,300 AU。
一個天文單位是平均地球-太陽距離——約為 9300 萬英里(1.5 億公里)。所以 2015 TG387 非常非常遠。事實上,這個新發現的物體繞太陽執行一週需要大約 40,000 個地球年。[我們的太陽系:行星照片之旅]
只有兩個已知的太陽系天體的近日點比哥布林更遠(2012 VP113 和賽德娜),只有一個天體(2014 FE72)的遠日點距離更遠。(從角度來看:冥王星離太陽最近的距離從未超過 29.7 AU,最遠的距離從未超過 49.3 AU。)
謝潑德和他的同事認為 2015 TG387 的寬度約為 186 英里(300 公里),並且可能是球形的,如果是這種情況,它將被視為矮行星。但這只是他們能真正說出的關於哥布林物理特徵的一切。
“它非常暗淡,所以我們只能看到它在那裡,”謝潑德告訴 Space.com。“我們甚至不知道這個物體的顏色;我們還沒有對這個物體進行任何光譜分析,或者類似的事情。”
(186 英里的直徑不是一個測量值,而是一個估計值,假設 2015 TG387 的反射率是“中等”的。)
但回到軌道:哥布林的軌道在關鍵方面與其他一些極其遙遠的天體相似——尤其是在一個稱為“近日點經度”的元素中。基本上,它們的橢圓軌道的拉長部分聚集在天空的同一部分,這與 X 行星的引力引導一致。
X 行星的存在最初是在 2014 年由謝潑德和特魯希略認真提出的,以潛在地解釋 2012 VP113、賽德娜和其他幾個海王星外天體的軌道中的怪異之處。
2016 年,天文學家康斯坦丁·巴蒂金和邁克·布朗提出了更多關於這種看不見的“擾動者”的證據,他們稱之為第九行星。巴蒂金和布朗認為,這個世界可能比地球大 10 倍左右,平均距離太陽約 600 AU。
在這項新的研究中,研究人員還進行了計算機模擬,以測試 X 行星的引力拖曳如何影響哥布林的軌道。他們發現了與其他遙遠物體推斷出的相似的顯著引導——並且確定 2015 TG387 的軌道在太陽系的年齡內仍然穩定。
“這個結果真正有趣的是,X 行星似乎對 2015 TG387 的影響與其他所有極其遙遠的太陽系物體相同,”位於北亞利桑那大學的特魯希略在同一份宣告中說。“這些模擬並不能證明我們的太陽系中存在另一顆巨大的行星,但它們進一步證明了那裡可能存在一些巨大的東西。”
謝潑德認為 X 行星存在的可能性約為 85%。他說,天文學家還沒有發現它這一點並不令人驚訝。
“如果我們認為這顆行星的位置——距離數百天文單位,如果不是 1,000 天文單位——即使像海王星一樣大的物體也會比大多數望遠鏡能看到的光更暗,”謝潑德告訴 Space.com。(如果這聽起來很奇怪或不協調:哥布林是在近日點附近發現的,距離太陽約 80 AU。)
“我們迄今為止的大多數調查都沒有那麼暗淡,也沒有那麼深入。我們對天空的覆蓋程度非常小,不足以找到如此暗淡的東西,”他補充道。“你可以很容易地在外太陽系隱藏一個非常大的東西。”
描述 2015 TG387 發現的論文已提交給《天文期刊》。
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