科学家们正在寻找“第九行星”——一个巨大的未被发现的世界,它的质量可能是地球的10倍,杏耀大小是地球的4倍——科学家们认为它可能潜伏在太阳系的外围。今年1月,加州理工学院(California Institute of Technology)的两名行星科学家康斯坦丁·巴蒂金(Konstantin Batygin)和迈克·布朗(Mike Brown)提出了它存在的证据,之后,其他团队通过分析存档图像和提出新的观测结果来寻找进一步的证据,以便用世界上最大的望远镜找到它。
就在这个月,卡西尼号环绕土星飞行的证据帮助我们接近了这颗失踪的行星。许多专家怀疑,在不到一年的时间里,就会有人发现这个看不见的世界,这将是一个具有里程碑意义的发现,它将改变我们看待太阳系的方式和我们在宇宙中的位置。密歇根大学的宇宙学家大卫·格尔德斯说:“越来越多的证据表明,有一些不寻常的东西在那里——有一个很难用标准的图像来解释的故事。”他从未想过自己会在第九行星上工作。他只是众多抓住机会证明——或反驳——该团队仔细计算的科学家之一。
Batygin和Brown基于九号行星对几个柯伊伯带天体(在海王星轨道外环绕太阳的冰状天体)的引力效应,提出了九号行星存在的理由。不过,从理论上讲,它的引力也会对行星产生轻微的拉力。*记住这一点,艾格尼丝Fienga蔚蓝海岸天文台在法国和她的同事检查是否理论模型(他们已经完善了十多年)的新成员星球九可以更好地解释轻微扰动出现在土星的轨道由卡西尼号观测到的。*没有它,太阳系的其他7颗行星,200颗小行星和5个最大的柯伊伯带天体不能完美地解释它。*缺失的拼图可能只是第九颗行星。
因此,菲恩加和她的同事们将更新后的模型与数据进行了比较,该模型将行星9置于假想轨道的不同位置。他们发现了一个完美的点——在鲸座方向有9600个天文单位(约900亿公里)——这可以很好地解释土星的轨道。*虽然Fienga还不相信她已经找到了地球奇怪运动的罪魁祸首,但大多数外部专家都被震住了。*“这是一个出色的分析,”利克天文台的天文学家格雷格·劳克林说,他没有参与这项研究。“他们这么快就做到了,真是太神奇了。格迪斯表示赞同:“这是一篇漂亮的论文。”
好消息还不止于此。如果九号行星位于鲸座方向,那么它可能会被暗能量探测计划(Dark Energy Survey)选中。暗能量探测计划是一个南半球的观测项目,旨在探测宇宙的加速度。“很巧的是,卡西尼号数据中最受欢迎的区域正好位于我们的调查足迹的中间,”正在进行宇宙学调查的Gerdes说。*“我们的调查设计得再好不过了。虽然这次调查并不是为了寻找太阳系的天体,但格尔德斯已经发现了一些(包括一颗导致巴蒂金和布朗首先得出九号行星存在的冰冷天体)。
劳克林认为这项调查最有可能立即获得成功。他还对第九行星如此接近的事实感到兴奋。虽然600个天文单位——大约是冥王星到冥王星平均距离的15倍——听起来确实很遥远,但从理论上讲,第九大行星可能会隐藏1200个天文单位。劳克林说:“这样一来,到达目的地的难度和速度都提高了一倍。”“而且不是两倍,而是16倍。”
而暗能量调查并不是抓住这个模糊世界的唯一机会。这应该是可能的,杏耀软件以毫米波波长的光,行星辐射从自己的内部热量。这样的研究是由蒙特利尔麦吉尔大学的系外行星天文学家尼古拉斯·考恩提出的,他认为九号行星可能出现在宇宙微波背景(CMB)的调查中,即宇宙大爆炸的普遍余辉。考恩说:“宇宙微波背景辐射实验历来都是用太阳系的大行星来校准他们的仪器,所以我们知道,目前和计划中的宇宙微波背景辐射实验是非常敏感的,如果九号行星像我们认为的那么亮的话,就可以测量它的流量。”
宇宙学家已经开始梳理现有实验的数据,拥有许多不同专长的天文学家也参与了研究。“我很高兴我们可以用这个4米的望远镜找到一块直径100公里的岩石,它比海王星大10亿公里,我们用同样的仪器来做河外的事情,了解宇宙的加速度,”Gerdes说。
与此同时,巴蒂金和布朗正提议开展一项专门的调查。在最近的一项研究中,他们通过各种天空地图来确定第九大行星的位置。Batygin说:“我们在现有的观测数据中搜寻九号行星,因为我们没有找到它,所以我们排除了部分轨道。”例如,这颗行星距离太阳最远的地方,以及菲戈认为它可能现在所在的那一小片天空,都没有经过之前的观测。为了寻找这些未被绘制成地图的区域,
杏耀的体会 ,Batygin和Brown要求用位于夏威夷莫纳克亚山的斯巴鲁望远镜观测大约20个夜晚。“这是一个相当大的要求,相比其他人通常得到的望远镜,”布朗说。“我们来看看它们会不会咬人。如果他们真的这么做了,布朗相信他将在一年内拥有自己的星球。
“我真的很想看看它是什么样子,”巴蒂金说,他补充说,他的愿望驱使他去寻找看不见的世界。但劳克林更进一步:“我认为(这一发现)将为下一阶段的行星探索提供惊人的灵感,”他说。我们现在有另一个机会第一次看到我们自己的太阳系中的一个世界。“如果九号行星不在那里,我们就不会再有那样的经历。”