關於擬議的第九行星的 5 個問題和解答

一項對外太陽系軌道的新分析表明,可能真的存在一顆迄今未見的巨行星在遠離太陽的地方執行——但這有什麼含義呢?

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在加州理工學院科學家康斯坦丁·巴特金和邁克·布朗發表的一篇精彩而技術精湛的論文中,他們聲稱有一顆巨行星潛伏在冥王星及其柯伊伯帶同類天體之外,這讓全世界為之震驚。

簡而言之,一群遙遠的柯伊伯帶天體異常聚集的軌道構型,最好可以用一顆質量至少為地球 10 倍的行星的引力擾動來解釋,這顆行星的軌道半長軸約為 700 天文單位(AU),偏心率為 0.6(這將使其在近日點時離太陽約 280 天文單位,軌道週期約為 19,000 年)。

這相當令人興奮,雖然之前也曾有人提出過關於這樣一顆行星的建議,但這項新的分析或許是最引人注目的。


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但是,在太陽系邊緣加入一顆新的巨行星會引發各種各樣的問題,所以讓我在這裡嘗試解答其中一些問題。

它會是“超級地球”還是“迷你海王星”?

我傾向於選擇“迷你海王星”(這個術語可能最早在這篇 2009 年的論文中被創造出來)。從我們對行星形成和系外行星數量的瞭解來看,這種質量的天體很可能被主要由原始氫和氦組成的濃厚大氣層所覆蓋。由於海王星的質量約為地球的 17 倍,因此這顆新提出的行星更像是冰巨星世界中的低端天體,而不是岩石行星中的高階天體。

這對我們太陽系的地位意味著什麼?

到目前為止,與正在發現的大量系外行星系統相比,太陽系在行星構成和結構方面似乎有點不尋常。具體而言,圍繞低溫恆星的大多數行星系統似乎都包含至少一顆質量介於地球和海王星之間的天體(可能多達 60% 的系統)。在太陽周圍加入一顆迷你海王星將突然使我們進入一個更加普通的類別——這取決於您的先入之見,可能是好事也可能是壞事。

這顆行星可能適合居住嗎?

乍一看,你可能會認為不可能。它離太陽足夠遠,以至於任何太陽加熱都微不足道。但是,濃厚的氫氣大氣層,在深處具有高壓,對紅外輻射非常不透明,並且可以作為很好的隔熱層。以至於原始形成的熱量尚未從一個 10 倍地球質量的天體中洩漏出來。因此,有可能在某些深層存在適合液態水存在的條件——這使得它成為一個擁有黑暗海洋的世界,其表面的壓力和溫度可能與地球的深淵深度相當。但這是否真的可以支援生命是另一個問題。除非岩石核心也與海洋接觸,否則可能沒有足夠的化學原料來維持任何型別的生物系統運作。

像這樣的行星為什麼會出現在那麼遙遠的地方?

儘管我們關於行星形成的理論,無論是在太陽系還是其他地方,都遠未完善或得到證實,但有些想法可以支援像這樣的天體的存在。傳統的天體物理學觀點告訴我們,除非早期的太陽系有一個異常巨大且富有的原恆星盤,否則如此巨大的行星不應該在離恆星如此遠的地方形成——既沒有足夠的物質也沒有足夠的時間。但是,一些關於大約 45 億年前主要行星必要的動力學碰撞和軌道重構的最有希望的模型包括第五顆巨行星。為了達到我們今天看到的內行星和柯伊伯帶物質的排列,這顆行星本可以充當犧牲質量——被散射到外部。它可能已被噴射到星際空間——成為一個“流浪”的漫遊者——或者被拋到具有高偏心率的長軌道上。巴特金和布朗提出的行星可能正好符合這種情況。

那麼,它會是第九行星還是其他什麼?

由您選擇。對行星進行分類的整個過程(原則上)應該有助於提高我們的科學理解,但與此同時,歷史肯定也發揮著作用。如果這個天體是在其他巨行星中形成的,那麼它可能應該被認為是第九大行星。

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