10.18 極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

2016年加州理工學院的天文學家“麥克·布朗”和“康斯坦丁·巴蒂金”在天文學雜誌上發表論文稱,已經找到了在遙遠的外太陽系存在一顆巨行星的證據。

尋找10年“X行星”

有關“X行星”存在的說法已經持續了上百年,1906年美國天文學家“帕西瓦爾·羅威爾”認為在海王星外存在一顆未知行星,這顆行星擾亂了天王星和海王星的軌道,導致它們倆的軌道運行存在不規則性,羅威爾計算得出這顆行星的質量至少有木星那麼大,甚至可能更大,在他生命的最後10年,他一直專注於尋找這顆“X行星”但一無所獲。

極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。
極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

冥王星的發現

1930年,“克萊德· 湯博”發現了冥王星,人們一度認為找到了“羅威爾所預言的x行星”,但冥王星並不是巨行星,實際上批它現在連行星都不是了,它只是眾多的柯伊伯帶天體的一員。

極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

旅行者2號證-天王星和海王星的軌道不規則性並不存在

20世紀80年代旅行者2號首次飛掠天王星和海王星,在精確測量了它們的軌道數據和質量之後,發現羅威爾觀測到的天王星和海王星的軌道不規則性並不存在,這只是由於之前人們對海王星的質量估計過高造成的,儘管“x行星”存在的推論被推翻,但天文學家們並沒有放棄尋找“x行星”。

“極端外海王星天體-塞德娜”

2003年,“塞德娜-天體”被發現,它是一顆直徑1000公里大小的小行星,它被發現時是太陽系中距離地球最遠的天然天體,“塞德娜”的近日點約為76個天文單位,遠日點估計為937個天文單位,公轉週期約為11,400年,偏心率如此大的橢圓軌道小行星,以往從未在太陽系中發現過,人們疑惑於這種奇特軌道的形成原因,稱它為極“極端外海王星天體”。

極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

軌道組合的幾率只有0.007%-“X行星”

天文學家們又發現了一些極端外海王星天體,它們的軌道具有類似的特徵,近日點超過50個天文單位,半長軸大於150個天文單位,除了軌道具有極大的偏心率,這些天體的特殊之處還在於,它們的近日點都在太陽系的同一面,軌道長軸,幾乎指向同一方向,卻幾乎處在同一平面上,“麥克·布朗”和“康斯坦丁·巴蒂金”分析了這些軌道,他們認為這些天體的特殊軌道形成,源於一顆外太陽系未知巨行星的引力影響,這顆行星的質量大約10倍於地球質量近日點約200個天文單位,遠日點約1200個天文單位,圍繞太陽運行的軌道週期是15,000年,這比很多長週期衛星的軌道週期還長的多,對比而言海王星的軌道週期僅165年,雖然一些專家認為僅靠6顆天體作為樣本,不足以支撐如此大膽的假設,但他們通過計算機模擬計算,隨機產生出這種軌道組合的幾率只有0.007%,儘管如此,還是有更多的天文學家支持x行星的存在模型,畢竟我們之前也使用過這種間接方法來尋找行星,海王星的發現,就源自於觀察天王星軌道運動的異常。

極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

除此之外,x行星存在的假說還能解決長期以來太陽系中的另一個疑惑,所有的行星都在圍繞太陽運轉,並運行在一個大致相同的平面,也就是黃道面,太陽的自轉方向卻傾斜了大約6度,目前行星的運行軌道,無法解釋這一現象,但x的形象的軌道,傾斜於黃道面,這意味著x行星可以作為一種槓桿臂,逐漸傾斜行星們的軌道,換句話說並不是太陽傾斜了,而是黃道面被傾斜了。

極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

直徑約350公里的天體,“2015TG387”

2015年天文學家們觀測到了一個直徑約350公里的天體,“2015TG387”,它的軌道和“塞德娜”呈現相同的特徵。只不過偏心率更大,遠日點距離達2300個天文單位,使它成為有史以來發現的最遠的外太陽系天體,更重要的是“2015TG387”的軌道正好在假設受x行星影響的預期位置,這也讓天文學家們更加確信x行星的存在。

極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

X行星很難被發現,尋找它的難度,相當於要在一杯水裡尋找一個特定的水分子。

X行星,現在還只有間接證據,在我們有視覺證據之前,並不是每個人都會相信X行星的存在,通過軌道模擬,天文學家們已經大致確定了它的軌道位置,剩下的就是找到它,但這並不是一件容易的事情,最重要的一個原因就是它太遠了,按照推測如果目前x行星位於遠日點附近,那麼它會比冥王星的亮度還要弱25,000倍,雖然這種理論上這種亮度像“凱克望遠鏡”或者“哈勃望遠鏡”,應該可以毫不費力的發現X行星,但它們的視野範圍非常小,相對於X行星可能存在的區域來說,尋找它的難度,相當於要在一杯水裡尋找一個特定的水分子。

極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

尋找X行星需要特定的條件

天文學家們現在正在利用“夏威夷的斯巴魯望遠鏡”和“智利的託洛洛山美洲際天文臺”尋找x行星,但難點在於x行星的遠日點,應該在於獵戶座和金牛座之間的某個地方,搜索區域僅在每年的2月到9月之間可見,搜索行動還需要和其他團隊爭奪使用望遠鏡的時間,再除去因為惡劣天氣影響耽誤的時間,所以迄今為止,只摸索了預定範圍的一小部分區域,按照這個速度x行星,遠日點區域的搜索工作可能還需要幾年時間才會有結果,如果還是沒找到,這可能意味著它也許在其軌道的其他位置,必須擴大搜索範圍,這也需要更久的時間,或者是軌道比預測的要大得多遠日點位置更遠,它反射的光太微弱而不能被望遠鏡發現,又或者是它的光被來自銀河系背景恆星的炫光所影響,導致無法觀測。

極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

在未來不久的將來我們有希望通過

正在建造的大型(巡天望遠鏡-LSST)將會解決這一難題,LSST將裝備一個直徑8.4米的主鏡和一個32億像素的迄今為止最大的數碼相機,視野高達直徑3.5度(9.6平方度),這樣的靈敏度和清晰度將有助於區分出x行星,即使它比預期更暗淡,或者處在銀河系背景中,不僅如此,LSST還將在完工後,每三天完整掃描整個天空,一遍又一遍的重複10年,這意味著天空中的每個點都將被LSST成像超過800次,不管x行星是處在預期完全不同的軌道上,還是更遠更暗淡,只要它確實存在,我們就一定能將它找出來。

極端外海王星天體“X行星”有望被發現了。

從理論存在到有直接視覺證據,黑洞花了100年,希望我們在不久的將來可以把“X行星”找出來。


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