楠木軒

九號行星可能根本不是一顆行星?

由 司馬盼香 發佈於 科技

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對星際旅行者來説可以忽略不記

自從2006年冥王星被從太陽系羣聊踢出去之後,科學家們一直致力於尋找“神秘的第九行星”,TA雖然還不知道在江湖的哪裏,但江湖一直有TA的傳説,簡直是太陽系版“九號秘事”,譬如去年就曾有人提出太陽系的第九行星,竟可能是一個黑洞?

而今年這部“九號秘事太陽系篇”的全新一季又上線了,根據觀測研究後,來加州理工大學的研究人員提出:萬眾矚目的第九行星可能只是太陽系隱秘天體中的一個成員,並非行星,而我們大概在5年之內就能看到這個故事的大結局。

在人類仰望了星空好幾個世紀後,太陽系的全貌已經越來越清晰。我們生活在一個不穩定的類地行星(備註1)上,毗鄰一條小行星帶,被兩個類木行星:木星和土星(備註2)及兩個遠日行星:天王星和海王星(備註3)包圍着,再旁邊還有第二條由小冰體構成的小行星帶,也就是我們熟知的柯伊伯帶。

不過,研究人員猜測在更遠的太陽系之外,還藴藏着一條看不見的“巨龍”。天文學家在掃描觀測了海王星以外的黑暗區域之後,捕捉到了一些微光。研究人員推測,這些微光是在太陽系形成的混沌過程中殘留的散落漂浮物,在這些碎片中科學家們發現了一些規律。

科學家們觀測到,各種遙遠天體的軌道不僅集中在了一起,並且他們最近的點似乎都停留在了某條看不見的線之外,集中過程的最接近點差一點兒就能達到某一線,雖然還未查明真相,但科學家們相信一定有某個神秘的東西在導演着這出戏。

科羅拉多大學博爾德分校的天體物理學家安瑪麗•馬迪根説:“外面肯定有更多更大的天體。”

有一個主流理論認為:第九行星是一顆比地球重十倍的巨型行星,因此周圍較小行星才被推離了其應有的運行軌道,而數年來,人們一直在苦苦追尋這位太陽系的“黑暗君主索倫”。

但也有一些不同的聲音和想法在不斷湧現,《科學美國人》近期就報道説,瑪麗•馬迪根和她的研究團隊已經發現,一個由更小天體組成的巨大圓盤可能也會產生同樣的效果。而其他一些研究人員則將研究範圍延申到了另一個方向,他們認為這個神秘的物體可能是像壘球大小的黑洞。

如果其中某個團隊的理論是正確的,即並沒有其他更大的天體存在,那麼目前鉅額的天文望遠鏡搜尋將有可能是竹籃打水一場空。但越是遇上這樣的情況,天文學家就越得加倍沉着冷靜,激發出更多潛在的創造力。

目前對九號行星理論最大的一個非議就是:儘管它解釋了行星們奇怪的軌道運行問題,但現有的理論無法確定這個如此巨大的行星是如何存在於太陽系外的。

因為太陽的引力和距離之間呈反比關係,所以假使在太陽系邊界處有大行星,它也應該會被“路過”的恆星“拐”跑。此外,如果一開始它是繞着太陽跑,隨後才開始向外漂移的話,又是什麼阻止了它跑出太陽系呢?

伊利諾伊大學芝加哥分校的物理學家詹姆士•尤文就説:“如果它真的是一顆行星的話,那它所處的位置就非常奇怪了。”

馬迪根則通過模擬實驗發現,即使不考慮第九行星,他們依然可以“還原”出一樣奇怪的小天體集羣軌道形態。她認為,在太陽系形成的過程中,木星和土星很可能將大量的行星碎片甩入了橢圓形軌道,並在冥王星之外形成一個尚未發現的圓盤狀碎片帶。不過其中有一些研究人員認為從質量上看這些微小天體可能只是數學和建模上的誤差。

但馬迪根卻不這麼認為,在運行太陽系的數字模型時,她發現在遙遠的過去的某個時間點,這個圓盤可能曾經短暫演變成過一個圓錐體,隨後才回歸成一個膨脹的圓盤形態。

不過,她的故事可能還需要“臨門一腳”,假使她的“圓盤假説”能夠完全取代“九號行星假説”的話,這個圓盤物質的質量據估計有20個地球質量大小,將是太陽系剩餘存在碎片的最大值,“我們或許正是在合理的邊緣試探,”她如是説。

而另一個團隊對於“圓盤理論”則是這樣想的:他們提出了這個圓盤或許並沒有這麼大一種較小的圓盤,其運行的機制和馬迪根的模型略有不同。該理論的提出者劍橋大學博士研究生安特拉尼克•塞菲利安説:這個圓盤可能是九號行星一起塑造了太陽系外緣的形態。

當然不少天文學家則傾向於這樣的結論:無論隱秘在暗處的這位“黑暗君主”是一個人在戰鬥的某一顆理想中的超級行星,還是一個超大圓盤抑或是像“西斯”力量那般的“使徒組合制”,一些超出我們認知的“奇蹟”已經在外太陽系極其之外的宇宙中發生。

尤文和他的夥伴們曾在去年秋天聯合出版過的一篇文章,在文章中他們推測“九號行星”可能是宇宙形成過程中遺留下來的一個小小的黑洞。儘管這種“原始”黑洞此前未得到充分證明,但有一些間接證據表明:這些“流浪”行星或類似“九號行星”的黑洞可能已經在銀河系中徘徊良久。

尤文提出的疑問是:如果我們的太陽能捕捉到“流浪”行星,那為什麼它不可能捕獲一個黑洞呢?這個想法不可謂不合理,不是嗎。”

"九號行星"理論的一大支持者麥克·布朗正孜孜不倦地帶領着他的團隊和“粉絲”搜尋着這個令人難以捉摸的天體,最近在對數據的一次全面回顧後,他提出了一個有力的觀點並發表在了推特上:

上星期六中午的12:02,我發現了一個看起來很像第九星球的傢伙(劇透:其實不是)。它所處的位置恰好是數據指出位置,並且完全符合數據推測的亮度還完全朝着我們預計的正確方向移動。那天的天空數據十分利於觀測,那一刻我幾乎摒住了呼吸...

即使布朗沒有發現“九號行星”,維拉·魯賓天文台也計劃於今年拍攝第一張關於“九號行星”的照片,或許關於TA的爭論會在五年內塵埃落定。因為“新一代”維拉·魯賓天文台能比現役的望遠鏡觀測到更暗的物質。

馬迪根寄希望於通過它來精確定位“九號行星”並由此繪製其“圓盤理論”的細節。如果萬一當前所有望遠鏡監測都宣告失敗,那麼尤文的黑洞理論或許便會是一個合理的理論。此外,美國著名理論物理學家和絃理論(備註4)先驅愛德華·威滕在近期發佈的預印本(備註5)中提出了一個如何定位不可見東西的極端方法:派出一個搜索隊。

威滕其實是受到了霍金提出的“突破攝星計劃”(備註6)的啓發,通過數學模型計算,他提出向多個方向發射探針,希望其中某些探針在飛越黑洞時能傳回振動信號。裝備有光帆的探針籍由地球上強大的激光束推動達到1%的光速,在理論上其到達黑洞的時間將縮短到10年左右。

如果這些探測器足夠靈敏,我們就可以描繪出一張關於外太陽系質量的詳細地圖,並瞭解這些質量究竟是行星、圓盤還是黑洞,或者以上這些都是。

對於這個大膽的提議,有人指出:一旦探針離開太陽風的背風面,帶電粒子的碰撞可能會掩蓋黑洞的引力。

不過,開發這套發射設施的基礎費用預計最少也需要5億美元,而實現這個想法所需要的激光和材料技術目前還沒有,因此即使是那些腦洞大過天的人,也意識到其中有很多的障礙需要科學家們去逾越。“當然這絕對是一個超級有意思的想法,”尤文説,“只不過其中將會有很大的溢價空間(備註7)”。