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神秘未知的第九大行星:潜伏在太阳系边缘的黑洞?

神秘未知的第九大行星:潜伏在太阳系边缘的黑洞?

神秘未知的第九大行星:潜伏在太阳系边缘的黑洞?

神秘未知的第九大行星:潜伏在太阳系边缘的黑洞?

(神秘的地球uux.cn报道)据新浪科技:科学家认为一颗比地球更大的行星可能潜伏在太阳系边缘,目前最新一架望远镜将证实他们的信念,并能改变太阳系科学探索。你可能会想,如果你发现首个证据,证实一颗比地球更大的行星潜伏在太阳系最远端,此前却一直未发现,这将是一个重大历史时刻,你将成为太空探索的领军人物。

但对于美国卡内基科学研究所的天文学家斯科特·谢泼德而言,这是一件安静得多的事情,并不是一个突然发现的重大时刻,证据是慢慢积累起来的。

谢泼德是一个低调的科学家,自从他和北亚利桑那大学的查德·特鲁希略于2014年首次发表他们对这颗隐形行星的置疑观点以来,他们掌握的证据越来越多。但当记者问及这颗神秘的第九行星是否真实存在时,他说:“我认为它存在的可能性大于不存在的可能性。”

至于其他的天文团队,他们多数认为发现神秘的第九行星将是一项重大天文发现,但他们将希望寄托在新一代望远镜,例如:鲁宾大型巡天望远镜,该望远镜是以天文学家威拉·鲁宾的名字命名,鲁宾曾在上世纪70年代发现首个暗物质证据。

鲁宾巡天望远镜将于2022年开始全天位勘测,或将提供第九行星存在的间接证据。发现这颗行星将是一场胜利,但对于当前太阳系如何形成的理论而言,或将暗示着一场灾难。

谢泼德说:“它将改变我们对行星形成的所有认知,事实上,没有人知道如此庞大的行星如何在距离太阳遥远的区域如何形成。”

遥远的太阳系是一个充满黑暗和神秘的区域,它包含海王星轨道以外的巨大空间,海王星与太阳之间的距离大约是地日距离的30倍,相当于30个天文单位,该区域一直延伸至大约10万个天文单位。这几乎是太阳到最近恒星距离的三分之一。

1930年,美国天文学家克莱德·汤博发现了冥王星,虽然冥王星直径仅是月球的三分之二,但当时将它归为太阳行星阵列,这也是天文学家开始探索太阳系远端的开始。

20世纪末,望远镜技术变得更加强大,天文学家发现海王星轨道之外更多的小型星球,它们甚至比冥王星的体积更小。直到2005年,美国加州理工学院的迈克·布朗发现了阋神星,它至少和冥王星体积一样大,甚至可能更大。因此,如果冥王星是一颗行星,阋神星也是行星,当时美国宇航局匆忙召开了一次新闻发布会,宣称发现太阳系第十行星。

大约一年之后,国际天文联合会宣称,由于冥王星和阋神星实际体积太小,不能被归入行星阵列,应对它们定义为矮行星。因此太阳系行星成员是8颗:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,此后天文学家开始搜寻太阳系遥远区域潜在的神秘行星成员。

2012年的一个夜晚,谢泼德和特鲁希略使用利于智利的赛拉·托洛洛美洲天文台发现一颗逐渐远离的天体,将其命名为2012 VP113,令他们感到惊讶的是,这颗遥远天体近日点为80个天文单位,远日点为440个天文单位,这意味着它将沿着一个高度椭圆的轨道运行,但这还不是最值得关注的事情。

出于某种奇怪的巧合,它的轨道似乎与另一个叫做“塞德娜”的遥远天体相似,这个微型天体是由耶鲁大学科学家们在2003年发现的,其高度椭圆轨道:近日点为76个天文单位,远日点为937个天文单位,立即引起科学家们的注意。

谢泼德说:“像塞德娜和2012 VP113这样的天体,无法在偏离轨道上形成,相反,计算机模拟表明,它们距离太阳越近,将在较大行星的引力作用下被驱逐。然而真正奇怪的是,这两个细长的轨道指向大致相同的方向。”

当谢泼德和特鲁希略对其他天体探索的越多,就越能发现这些天体的运行轨道排列整齐,好像有某颗巨大的天体将这些小星球聚集在一起,就像一只牧羊犬驱赶着羊群,而他们想到唯一的解释就是太阳系远端存在一颗更大体积的行星。

在好奇心的驱使下,他们进行了一些计算,发现这颗神秘行星的体积是地球的2-15倍,其平均轨道距离是250-1500个天文单位,2014年3月,他们的研究结果发表在《自然》杂志上,人们对第九行星的探索兴趣开始席卷整个天文学领域。

2015年,谢泼德和特鲁希略又获得了新的发现,他们和其他科学家共同发现了2015 TG387,这是除塞德娜和2012 VP113之外的第三颗最遥远天体,而且它们能够排列在一起,进一步削弱了天体排列是随机巧合的观点。

2016年,布朗和同事康斯坦丁·巴蒂金发表了他们的数据分析,他们认可谢泼德和特鲁希略对神秘第九行星的大小和距离的看法,甚至提出了可能发现该行星的天空区域。

但并不是所有人都相信这一点。美国宾夕法尼亚大学博士生佩德罗·伯那尔德内林意识到,谢泼德的数据并非科学家寻找遥远第九行星的唯一途径。所以他求助于宇宙学调查的一些原始数据,这些调查旨在通过观察遥远星系来测量宇宙膨胀的方式。他搜索天体数据,寻找恰好挡住镜头的太阳系遥远天体,他利用该方法共发现了七颗神秘星球。

乍看之下,这些小星球似乎像预期的那样排列在一起,但是伯那尔德内林非常仔细地分析数据,发现该排列的规律性不强。他说:“我们不认为能在这些数据中找到重要信号。”尽管他承认自己还不能完全排列第九行星的存在,他计划进行更完整的数据分析,或许最终的答案会有变化。

这段时间,谢泼德经常在夏威夷莫纳克亚岛使用斯巴鲁望远镜进行观测,他耐心地搜索天空,寻找关于第九行星的更多证据,他甚至希望直接观测到这颗神秘行星。然而,这项任务的工作量是非常巨大的,就像大海捞针一样,如果第九行星真实存在,在浩瀚的宇宙中它是非常暗淡的一颗行星,但借助鲁宾大型巡天望远镜或许能发现重大线索。

据悉,大多数望远镜需要数月或者数年时间才能观测到整个天空,而鲁宾大型巡天望远镜只需3个夜晚就能完成,之后一遍遍地重复勘测,分析发生了什么变化,从而能够捕捉到移动变化的天体。

目前,鲁宾大型巡天望远镜的建造工作已接近尾声,它将于今年下半年开机,试运行和调整还需几年时间。谢泼德说:“我们的最新研究正在逐渐改变我们对太阳系科学的认识,如果第九行星真实存在,鲁宾大型巡天望远镜应该能观测到。”

英国贝尔法斯特女王大学的梅格·施万布说:“我们能够探测到距离地球大约1000个天文单位的类地质量行星,这意味着谢泼德的观测天体很容易进入视线范围,如果在我们开始调查之前,其他人还没有观测到第九行星,我想大家都会将希望寄托在鲁宾大型巡天望远镜。”

即使鲁宾望远镜不能直接观测到它,也能探测到更多遥远的小型天体,这些小型天体的引力范围和轨道位置能精确地三角定位第九行星的所在位置,从而缩小搜寻范围。如果太阳系第九行星真实存在,那么这项研究的意义将非常重大。

天文学家认为,太阳系的形成源自环绕太阳的圆盘物质,这些物质凝结成较小的天体,然后彼此碰撞形成较大的天体,最终诞生体积不等的太阳系行星。但是距离太阳较远的圆盘结构变得更薄了,这意味着在太阳系边缘没有足够的原物质孕育一颗大型行星。

一些专家认为,第九行星注定是一颗像木星、土星那样的气态巨星,因此它最初是在邻近太阳区域形成的,然而引力作用阻碍了它的成长,最终在某种因素下偏离近日轨道,进入黑暗的太阳系边缘。

但是英国杜伦大学的雅各布·舒尔茨持怀疑态度,他说:“这是可能的,但实际上需要很多巧合因素,因为单一的引力作用无法实现,相反,该过程需要一系列相互作用,才能使它偏离原有轨道,永远不会回到它形成的轨道位置。”

舒尔茨产生了一个更奇特的想法,他和伊利诺伊大学芝加哥分校的詹姆斯·昂维提出,这可能不是一颗消失已久的行星,而是一个黑洞!

如果是这样的话,即使鲁宾望远镜也无法观测到它,因为黑洞根本不会发光,它只是吞下光和任何碰巧经过的物质,这是一个大胆猜测,因为舒尔茨提出的黑洞假想很可能是长期猜测但未被证实的一种黑洞:它们在宇宙大爆炸之后不久形成的。

但就目前而言,大多数天文学家更倾向认为第九行星是潜伏在太阳系边缘的巨大行星,未来几年就会进入人类的视野范围。

如果神秘的第九行星真实存在,很可能谢泼德首次通过望远镜观测到它时,将体会到获得重大发现的喜悦。

相关报道:“行星九”是颗柚子大小的黑洞吗?

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科技网:物理学家组织网近日报道,美国科学家提出一项新计划,希望借助未来的“时空遗产调查”(LSST)望远镜找到所谓的“行星九”,并一劳永逸地证实或证伪其是否为一颗原初黑洞。LSST将著名的“行星九”作为首要探测目标。“行星九”指太阳系第九颗大行星。大多数理论认为,“行星九”是一颗仍未被发现的行星,但也可能是一颗行星质量黑洞。

哈佛大学“黑洞计划”创始人艾维·劳埃伯以及研究生埃米尔·希拉杰等人携手进行的研究表明,LSST能够通过观察由小奥尔特云天体撞击产生的吸积耀斑来发现黑洞。

“在黑洞附近,接近黑洞的小天体会由于星际介质的气体被黑洞吸积加热而融化。一旦融化,该小天体会受到黑洞产生的潮汐力的干扰和破坏,然后被吸积到黑洞上。由于黑洞本质上是暗的,所以,物质在到达黑洞入口途中发出的辐射,是照亮这个黑暗环境的唯一方法。”希拉杰说,“我们的新方法能为将来寻找原初黑洞提供信息,这种方法可以发现或排除被困在奥尔特云边缘的行星质量黑洞,也可能会对原初黑洞内所含暗物质的比例作出新限制。”

LSST预计将具有探测吸积耀斑所需的灵敏度,而目前的技术在没有指导的情况下无法做到这一点。劳埃伯说:“LSST视野广阔,能多次地覆盖整个天空,并寻找瞬时耀斑。其他望远镜擅长对准已知目标,但我们并不确定去哪儿寻找‘行星九’,只知道它可能在广阔区域。而LSST可以每周探测两次天空,此外,它拥有无与伦比的探测能力,使人们可以探测到由相对较小的天体撞击产生的耀斑。”

劳埃伯认为:“‘行星九’的存在可以为我们在海王星轨道外观测到的某些天体星团聚集现象提供令人信服的解释,如果通过直接电磁搜索确认其存在,这将是200年来首次在太阳系中发现新行星。如果没有探测到来自‘行星九’的光,那么黑洞模型就变得更耐人寻味了。现有理论认为,‘行星九’可能是一颗柚子大小的黑洞,质量是地球的5—10倍。”

研究人员称,如果太阳系确实有“行星九”,就如哥伦布发现新大陆,将引起人们进一步思考并开启新的研究领域,比如,它是否塑造了太阳系历史?太阳系还有更多类似的原始黑洞吗?




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