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太阳系之谜:诸神中的神秘人

【海王星(Neptune)是我们已知的距离太阳最遥远的行星,相比地球,它体积更为庞大,是真正的蓝星。人们一直在好奇海王星之外是不是还存在着第九、第十颗行星(小个子冥王星级别不够,先放到一边),在坚持不懈的探索之下,人们发现,海王星轨道外侧超级有料。】(编辑注)

两颗遥远矮行星[1]摇摆的运行轨迹显示着我们的太阳系外围可能还存在有未知行星(Plant X)。现在已经有了两个新的发现。

维多利亚时代晚期的太阳系仪用机械装置展示了一个整洁清爽的太阳系,从水星到海王星依次排列的八大行星围绕着太阳,按照各自的轨道运行。整个装置反映出人类的一种自信,不仅是对装置本身,更是我们对于太阳系内部的认知。然而,最近的发现动摇了这份自信。太阳系外围还会有更多的东西没有被发现吗?会不会存在有比彗星、比矮行星,甚至比地球更大的行星呢?

这不是未知行星的第一次亮相。最初,人们怀疑它的存在,是因为天王星和海王星的运行轨道不常合理。即使人们在1930年发现了冥王星,也不能解释这些奇怪的扰动。虽然以现在的眼光看,这完全是由于当时的观测技术太粗糙造成的。然而,在太阳系延伸出去的无尽黑暗中,到底是不是潜伏着“嫌疑犯”呢?怀疑从未消失。(编辑注:1989年,航海家2号掠过海王星时修正了之前对其质量的错误估算,使用新的海王星质量重新计算,海王星的运行轨道和观测位置就可以吻合,不再需要一颗额外的行星来解释。)

我们现在知道,太阳系深处有更多东西超出我们的想象。冥王星[2]只不过是巨大的柯伊伯带(Kuiper belt)里数百万冰质天体中的一员。像冥王星一样大小的矮行星,在柯伊伯带[3]中至少有两颗。

柯伊伯带再向外,就是奥尔特云(Oort cloud),一个围绕太阳的球体云团,包含有上万亿个星体(科学家认为奥尔特云是所有长周期彗星、进入内太阳系的哈雷类彗星、半人马小行星及木星族彗星的发源之地)。奥尔特云外缘离太阳的距离,差不多要超过太阳和最近的恒星距离的一半。奥尔特云里的星体太小,距离我们又太远,很难观察到。不过2009年,美国国家航空航天局NASA发射的用来寻找外部行星的开普勒[5]望远镜倒是做到了直接观察,尽管并没有什么实质性的发现。来自宾夕法尼亚州立大学的系外行星科学家凯文·鲁赫曼(Kevin Luhman)认为,太阳系外围可能不包含大型气态巨行星或小型伴星。

那么会不会有比较小的行星存在呢?华盛顿卡内基科学研究所的斯科特·谢柏德(Scott Sheppard)认为,我们仍有可能在太阳系内找到一个未被发现的超级地球,一个比地球大好几倍的岩石星球。

谢柏德之所以这么说是因为矮行星赛德娜(Sedna)。2003年,加州理工学院的迈克·布朗(Mike Brown)和他的团队发现了塞德娜,这颗矮行星在沿着高椭圆轨道围绕太阳运动,近日点距离太阳75AU,远日点有差不多有1000AU(AU是一个距离单位,人们把从地球到太阳的距离算作1AU)。塞德娜绕太阳一周,也就是它的一“年”,约相当于10000地球年(现在,赛德娜正在朝向它的近日点飞奔,预计将于2076年到达)。十年后,谢柏德又发现了在高椭圆轨道上运行的2012VP113,这是继塞德娜之后被发现的第二个遥远的天体。

塞德娜和2012VP113的发现,呼应了海王星的神秘摆动之谜。谢柏德认为,根据目前对太阳系的理解,人类还不能解释这些椭圆轨道的成因。通常,当一个天体受到其他天体的引力推动时,就会产生椭圆轨道。但赛德娜和2012VP113距离已知的太阳系巨行星(木星、土星、天王星、海王星)如此遥远,远到基本不会受到它们的影响。一定另有蹊跷。

如果那里有其他的东西,我们是否找错了地方?和八大行星相比,赛德娜和2012VP113的轨道明显高度倾斜。未知行星可能也一样。换句话说,太阳系实际上更可能是一个3D结构,其最远的轨道外天体会出现在反常的角度(编辑注:目前太阳系已知行星的轨道近似地位于一个平面(2D),未知行星不一定在这个平面上)。

最近,谢柏德的想法得到了一些引证。两个天文学小组分别宣布他们发现无法解释的物体可能与某颗未知行星有关。一颗是距离大约300AU的“超级地球”,另一个则没那么大,距离大概4000AU。总之是都距离太阳系平面相当遥远。

不是每个人都把这些发现当回事。迈克·布朗就认为,如果仅在一个望远镜的视野(相比茫茫宇宙简直微不足道)就找到这么大的物体,岂不是意味着还有200000个超级地球没被发现?这简直足以动摇整个太阳系。不过,只要有望远镜去做这些工作,人们迟早会找到未知行星的。若是那一天到来,最该跌坐的估计就是太阳系仪制造商了吧。

[1]矮行星又称准行星,简单来说,就是指有行星级质量但是又不属于行星的一类太阳系天体。其中最出名的可能就是在搜寻未知行星过程中被发现、被命名,又于2006年被踢出九大行星的冥王星。

[2]冥王星于1930年被发现,并一度被视为九大行星之一。冥王星主要由岩石和冰组成,其体积不到月球的1/3。目前,冥王星已知的卫星总共有五颗,其中冥卫一和冥王星比较靠近,并且它们的共同质心不在任何一天体内部,因此有些天文学家甚至将冥王星和冥卫一统称为双矮行星。

[3]柯伊伯带是位于海王星轨道外侧黄道面附近圆盘状区域,柯伊伯带中天体密集,有点像小行星带,但要比小行星带大得多(宽20倍、重20至200倍)。柯伊伯带有时候被误认为是太阳系的边界,但并非如此。太阳系还包括向外延伸两光年之远的奥尔特云。

[4]奥尔特云是一个围绕太阳的球体云团,奥尔特云的外边缘也就是太阳引力影响范围的边缘。

[5]开普勒(Kepler)任务是美国国家航空航天局NASA设计来发现环绕着其他恒星之类地行星的太空望远镜。开普勒太空船于2009年3月6日发射,已确认了130多个系外行星和发现了超过2700颗候选行星。

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