科学家们在寻找假定的第九行星的道路上又发现了一个标记。
这个线索是 2015 TG387,一个在太阳系外缘,远超冥王星的新发现物体。2015 TG387 的轨道与其他极远天体的轨道具有相似的特点,这些天体的轨道似乎是由那个遥远、寒冷区域中一个非常大的物体的引力塑造的——即假想的第九行星,也称为 X 行星。
“这些遥远的物体就像面包屑,引领我们找到 X 行星,”位于华盛顿特区的卡内基科学研究所的研究负责人斯科特·谢泼德在一份声明中说。[我们太阳系中“第九行星”的证据(图集)]
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“我们找到的越多,我们就越能更好地了解外太阳系以及我们认为正在塑造其轨道的可能行星——这一发现将重新定义我们对太阳系演化的认识,”他补充道。
在这些面包屑中,2015 TG387 是特殊的,因为它是在对北部和南部天空进行相对均匀的调查期间发现的,而不是在天空的某些部分有针对性地寻找聚集的物体时发现的,谢泼德说。有针对性的搜寻可能会产生有偏见的结果——例如,出现实际上可能不存在的聚集现象,他解释说。
谢泼德说,在低偏差类别中,2015 TG387 有两个矮行星伴侣:2012 VP113,他和他的同事查德威克·特鲁希略(他也是这篇新论文的合著者)在 2014 年发现了它,作为同一项持续的长期调查的一部分;以及相对较亮的赛德娜(因为已经搜索了整个天空以达到其亮度水平)。
“然后,如果你引入一些其他极端物体——其中几个也是在我们的调查中发现的,”谢泼德告诉 Space.com。“统计数据越来越表明,这颗行星很可能存在。”
谢泼德和他的同事于 2015 年 10 月首次发现了 2015 TG387,他们使用了日本位于夏威夷火山顶峰莫纳克亚的 26 英尺(8 米)的昴星团望远镜。研究人员给这个物体起了个绰号“哥布林”,因为发现日期和临时名称中的“TG”。
该团队花了三年时间才确定了哥布林的轨道,他们借助智利的拉斯坎帕纳斯天文台和亚利桑那州的探索频道望远镜的观测完成了这项工作。
2015 TG387 沿着一条极其椭圆的路径绕太阳运行,在最近点(称为近日点)距离太阳约 65 个天文单位 (AU),在最远点(远日点)距离太阳约 2,300 AU。
一个天文单位是平均地球-太阳距离——约为 9300 万英里(1.5 亿公里)。所以 2015 TG387 非常非常远。事实上,这个新发现的物体绕太阳运行一周需要大约 40,000 个地球年。[我们的太阳系:行星照片之旅]
只有两个已知的太阳系天体的近日点比哥布林更远(2012 VP113 和赛德娜),只有一个天体(2014 FE72)的远日点距离更远。(从角度来看:冥王星离太阳最近的距离从未超过 29.7 AU,最远的距离从未超过 49.3 AU。)
谢泼德和他的同事认为 2015 TG387 的宽度约为 186 英里(300 公里),并且可能是球形的,如果是这种情况,它将被视为矮行星。但这只是他们能真正说出的关于哥布林物理特征的一切。
“它非常暗淡,所以我们只能看到它在那里,”谢泼德告诉 Space.com。“我们甚至不知道这个物体的颜色;我们还没有对这个物体进行任何光谱分析,或者类似的事情。”
(186 英里的直径不是一个测量值,而是一个估计值,假设 2015 TG387 的反射率是“中等”的。)
但回到轨道:哥布林的轨道在关键方面与其他一些极其遥远的天体相似——尤其是在一个称为“近日点经度”的元素中。基本上,它们的椭圆轨道的拉长部分聚集在天空的同一部分,这与 X 行星的引力引导一致。
X 行星的存在最初是在 2014 年由谢泼德和特鲁希略认真提出的,以潜在地解释 2012 VP113、赛德娜和其他几个海王星外天体的轨道中的怪异之处。
2016 年,天文学家康斯坦丁·巴蒂金和迈克·布朗提出了更多关于这种看不见的“扰动者”的证据,他们称之为第九行星。巴蒂金和布朗认为,这个世界可能比地球大 10 倍左右,平均距离太阳约 600 AU。
在这项新的研究中,研究人员还进行了计算机模拟,以测试 X 行星的引力拖曳如何影响哥布林的轨道。他们发现了与其他遥远物体推断出的相似的显著引导——并且确定 2015 TG387 的轨道在太阳系的年龄内仍然稳定。
“这个结果真正有趣的是,X 行星似乎对 2015 TG387 的影响与其他所有极其遥远的太阳系物体相同,”位于北亚利桑那大学的特鲁希略在同一份声明中说。“这些模拟并不能证明我们的太阳系中存在另一颗巨大的行星,但它们进一步证明了那里可能存在一些巨大的东西。”
谢泼德认为 X 行星存在的可能性约为 85%。他说,天文学家还没有发现它这一点并不令人惊讶。
“如果我们认为这颗行星的位置——距离数百天文单位,如果不是 1,000 天文单位——即使像海王星一样大的物体也会比大多数望远镜能看到的光更暗,”谢泼德告诉 Space.com。(如果这听起来很奇怪或不协调:哥布林是在近日点附近发现的,距离太阳约 80 AU。)
“我们迄今为止的大多数调查都没有那么暗淡,也没有那么深入。我们对天空的覆盖程度非常小,不足以找到如此暗淡的东西,”他补充道。“你可以很容易地在外太阳系隐藏一个非常大的东西。”
描述 2015 TG387 发现的论文已提交给《天文期刊》。
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