本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
当科学论文的标题像“ALMA 偶然发现了一个可能的新太阳系天体”和“ALMA 发现了太阳系最遥远的天体”时,人们很容易感到一丝兴奋。
阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列 (ALMA) 是一个近乎全新的天文观测站,坐落在智利阿塔卡玛沙漠海拔 5000 多米的地方。它在研究电磁辐射波长方面具有前所未有的灵敏度和空间分辨率,可以探测宇宙中最暗淡、最寒冷和最隐蔽的天体。
现在,Vlemmings 等人和 Liseau 等人的两份报告声称,早期的 ALMA 数据可能意外地探测到了太阳系外围区域中不仅一个,而是两个之前未见的天体。其中一个,昵称“Gna”,研究人员认为它很可能是一个直径在 200 到 800 公里之间的天体,潜伏在距离太阳 12 到 25 倍于地球的地方(即 12 到 25 个天文单位,AU)。
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这将使 Gna 成为外太阳系的重大补充,它在海王星轨道内运行,并且可能是一个新的 半人马小行星。然而,距离和大小的估计存在巨大的不确定性,因为探测是基于相隔几个月的三个“历元”的数据(其中只有两个探测到该天体),在此期间,神秘天体在天空中移动的距离与太阳系附近的天体一致。另一种解释可能是一个更大的天体——也许是一颗巨行星,甚至是褐矮星——距离太阳 2,500 到 4,000 AU。
另一个 报告的探测可能更加神秘。研究人员声称,通过间隔约 10 个月的观测,ALMA 探测到了一个亚毫米热辐射源,该辐射源在天空中非常靠近 半人马座 α 星 AB 系统(在角秒范围内),并且 显然与这些恒星同步移动,因为它们由于我们视点的视差和它们自身在银河系中的自行而穿过天空。
但是,如果这个天体只是半人马座 α 星系统的一部分,那么它的大小必须在恒星质量范围内(可能只有太阳质量的十分之几),这将使其在可见光中足够明亮,以至于很久以前就被注意到——但事实并非如此。所以它可能不是一颗恒星。
报告作者赞成的解释是,这是一个超级地球大小的行星或超冷褐矮星——分别距离太阳 300 AU 到 20,000 AU 之间——因此是太阳系的一部分。尽管他们似乎也暗示它可能更像是一个极端海王外天体 (ETNO),可能没有那么大的质量。
在我们太阳系外围区域可能存在超级地球或褐矮星,至少可以说,这是一个相当大的命题。其他研究当然 暗示了这种可能性,但没有任何直接的观测支持。如果正确,这将是对我们行星系统宏伟结构的极其重大的发现,并将为行星形成和演化的历史和性质提供无数新的见解。
然而,现在打开香槟庆祝可能为时过早。这些数据令人着迷,但也令人困惑。例如,这个假设的天体将以相对于太阳系主平面(黄道面)倾斜约 -42 度的轨道运行——这引发了这种情况如何发生的问题。此外,首次探测到我们太阳系的巨大行星伴星也与最近恒星的方向对齐,并且与其在天空中的视运动步调一致的可能性似乎有点奇怪。
当然,巧合确实会发生。而且由于 ALMA 是一个新的观测站,最初的数据往往是在已知目标附近获取的,因此,如果您要发现新事物,它们通常会出现在熟悉事物附近。但是,这组情况至少引发了一个问题,即是否有更平凡的事情正在发生来解释这些发现。例如,来自这个全新的射电望远镜的数据处理及其正在进行的调试。
但有一件事是肯定的。正是这样的时刻,宇宙中潜在的奇迹可以让我们所有人驻足。