太陽系剛剛獲得了 2 個新世界嗎?

兩篇科學論文表明,ALMA 觀測站可能探測到了 2 個與太陽系外圍區域相關的新的“行星尺度”天體。但我們應該感到敬畏還是懷疑?

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


當科學論文的標題像“ALMA 偶然發現了一個可能的新太陽系天體”和“ALMA 發現了太陽系最遙遠的天體”時,人們很容易感到一絲興奮。

阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列 (ALMA) 是一個近乎全新的天文觀測站,坐落在智利阿塔卡瑪沙漠海拔 5000 多米的地方。它在研究電磁輻射波長方面具有前所未有的靈敏度和空間解析度,可以探測宇宙中最暗淡、最寒冷和最隱蔽的天體。

現在,Vlemmings 等人Liseau 等人的兩份報告聲稱,早期的 ALMA 資料可能意外地探測到了太陽系外圍區域中不僅一個,而是兩個之前未見的天體。其中一個,暱稱“Gna”,研究人員認為它很可能是一個直徑在 200 到 800 公里之間的天體,潛伏在距離太陽 12 到 25 倍於地球的地方(即 12 到 25 個天文單位,AU)。


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這將使 Gna 成為外太陽系的重大補充,它在海王星軌道內執行,並且可能是一個新的 半人馬小行星。然而,距離和大小的估計存在巨大的不確定性,因為探測是基於相隔幾個月的三個“曆元”的資料(其中只有兩個探測到該天體),在此期間,神秘天體在天空中移動的距離與太陽系附近的天體一致。另一種解釋可能是一個更大的天體——也許是一顆巨行星,甚至是褐矮星——距離太陽 2,500 到 4,000 AU。

另一個 報告的探測可能更加神秘。研究人員聲稱,透過間隔約 10 個月的觀測,ALMA 探測到了一個亞毫米熱輻射源,該輻射源在天空中非常靠近 半人馬座 α 星 AB 系統(在角秒範圍內),並且 顯然與這些恆星同步移動,因為它們由於我們視點的視差和它們自身在銀河系中的自行而穿過天空。

但是,如果這個天體只是半人馬座 α 星系統的一部分,那麼它的大小必須在恆星質量範圍內(可能只有太陽質量的十分之幾),這將使其在可見光中足夠明亮,以至於很久以前就被注意到——但事實並非如此。所以它可能不是一顆恆星。

報告作者贊成的解釋是,這是一個超級地球大小的行星或超冷褐矮星——分別距離太陽 300 AU 到 20,000 AU 之間——因此是太陽系的一部分。儘管他們似乎也暗示它可能更像是一個極端海王外天體 (ETNO),可能沒有那麼大的質量。

在我們太陽系外圍區域可能存在超級地球或褐矮星,至少可以說,這是一個相當大的命題。其他研究當然 暗示了這種可能性,但沒有任何直接的觀測支援。如果正確,這將是對我們行星系統宏偉結構的極其重大的發現,並將為行星形成和演化的歷史和性質提供無數新的見解。

然而,現在開啟香檳慶祝可能為時過早。這些資料令人著迷,但也令人困惑。例如,這個假設的天體將以相對於太陽系主平面(黃道面)傾斜約 -42 度的軌道執行——這引發了這種情況如何發生的問題。此外,首次探測到我們太陽系的巨大行星伴星也與最近恆星的方向對齊,並且與其在天空中的視運動步調一致的可能性似乎有點奇怪。

當然,巧合確實會發生。而且由於 ALMA 是一個新的觀測站,最初的資料往往是在已知目標附近獲取的,因此,如果您要發現新事物,它們通常會出現在熟悉事物附近。但是,這組情況至少引發了一個問題,即是否有更平凡的事情正在發生來解釋這些發現。例如,來自這個全新的射電望遠鏡的資料處理及其正在進行的除錯。

但有一件事是肯定的。正是這樣的時刻,宇宙中潛在的奇蹟可以讓我們所有人駐足。

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