我们生活在太阳系中我们以为我们了解太阳系我们以为已经找到了太阳系中的所有行星,但现实摆在我们面前突破性的观测表明,在我们太阳系的边缘可能存在一颗未被发现的第九行星
如果第九大行星存在,它是什么样的行星。
是岩石构成的超级地球吗还是一颗被冰覆盖的超级冥王星还是气态迷你海王星还是从别的星球偷来的科学家对此有不同的猜测
一群天文学家在研究柯伊伯带时发现,这里的大部分天体都在绕着太阳做整齐的圆周运动,但有一小部分天体似乎打破了规则,在主带之外的广阔轨道上游荡。
柯伊伯带的一小群天体偏离了正常轨道。
这让天文学家感到困惑柯伊伯带外围的某些东西似乎正在将这些小行星拉离它们原来的轨道它有一颗巨行星那么大
加州理工学院天文学家迈克·米德多特,听到这个观察结果后,布朗的第一反应是:不可能太可笑了不可能有另一颗大行星围绕柯伊伯带运行
所以他决心证明第九行星理论是错误的他问同事康斯坦丁·米德多特,巴蒂金做了一个计算机模拟,看看第九行星会对柯伊伯带产生什么影响
令人惊讶的是,模拟预测到了拉长的轨迹,模拟还带来了另一个惊喜:应该有第二组偏离的轨迹,垂直于第一组轨迹。
计算机模拟另一组垂直轨道上的天体。
如果迈克能够确定这些奇怪的预测天体在柯伊伯带中的位置,那么第九行星几乎可以肯定是真实存在的。
当康斯坦丁把模拟结果给迈克看的时候,迈克惊呆了,因为柯伊伯带中确实存在一个名为2012 dr30的天体,而且它的轨道和计算机模拟预测的一模一样!这颗小行星完全符合预测。
然后Mike搜索了更多的记录,发现了另外四个似乎在正确的区域然后,他将观察到的数据与计算机模拟数据进行了比较
结果,这些数据完全匹配!
因此,科学家认为第九行星几乎肯定存在,而且它一定非常巨大,可能是地球质量的10倍。
为了证明第九行星的存在,天文学家需要用望远镜观察它但是有一个问题计算机模拟只能给出找到它的大概位置这个第九行星非常遥远它比我们想象的要远得多
如果它在椭圆轨道上运行,它可能会在远离太阳的地方度过大部分时间观察的时候,我们好像刚好错过了
那么这个第九行星有多远呢。
要真正了解它巨大的轨道,方法是建立一个比例模型如果把足球比作太阳,那么四颗内侧岩石行星之间的距离是Rdquo不足50米的,各星球它看起来甚至没有胡椒大
太阳和四个内行星模型
在致密岩石行星的远处,它是第一颗气态巨行星mdashmdash木星,来自Rdquo离一个足球场有一段距离,大概122米左右虽然木星是太阳系最大的行星,但是在这个模型下,木星它只有棒棒糖那么大
至于土星,距离木星离一个足球场也有一段距离站在土星的位置,Rdquo,已经基本看不到Rdquo走吧
然后去天王星在那里,距离是Rdquo它比三个足球场还大天王星之后,距离海王星大概180米
太阳和八大行星的模型
在发现第九大行星之前,海王星是离太阳最远的行星这个模型有一个800米左右的半径
但是海王星遥远的轨道与第九大行星的轨道相比不算什么如果要去第九行星的轨道,需要千米而不是米
在这个模型中,如果要到达第九行星的轨道,步行太费时太累,所以要用汽车。
第九颗行星的轨道比海王星的轨道宽6倍,其最远点在29公里之外。
根据科学家的计算,第九行星靠近太阳的轨道距离太阳约306亿公里,而最远位置距离太阳1800亿公里。
科学家不知道第九行星会是什么样子根据这个模型,科学家猜测第九行星估计有下图中的小糖丸那么大
所以,在这么远的距离上,用望远镜寻找这第九颗行星,就像在29公里外寻找小糖丸
但要确认第九行星的存在,就必须发现它,科学家的望远镜可能需要数年才能发现像第九行星一样微弱遥远的天体。
在此之前,科学家只能猜测这个神秘的世界可能会是什么样子。
所以现在科学家认为第九行星应该存在,但是他们真的不知道它长什么样。
目前,科学家提出了三种可能性。
第九行星的第一种可能是,它由与地球相同的物质构成,但质量是地球的10倍,是由岩石构成的超级地球。
但是这颗巨大的岩石行星离太阳如此之远会是什么样子呢。
当科学家们观察宇宙时,他们意识到太阳系缺少整个银河系中一种mdash常见的行星类型mdash超级地球
开普勒任务通过测量行星从其主恒星面前经过时光线的轻微变化发现了这个外星世界。
开普勒发现的大部分外星恒星系统都有超级地球,那么为什么我们的太阳系没有呢。
这第九颗行星会是我们失踪的超级地球吗如果第九行星是岩石构成的超级地球,近距离看会是什么样子
科学家认为第九行星比较大,所以行星内部应该还是很热的,所以会有很多火山,峡谷,板块构造和造山运动而炽热的熔岩会到达地表,但由于第九行星离太阳太远,炽热的熔岩会在寒冷的太空中突然冻结它可能会形成一种奇怪的火山玻璃,叫做黑曜石
科学家想象第九行星的表面应该是这样的场景:星光照耀下的昏暗场景,可能有熔岩喷发,发出红光在空气中,这种气体变成雪花,伴随着雪花飘落到地面这将是一个美丽而神奇的景观,也是火山世界的生动写照
第九行星表面的想象图1
但是有一个问题如果第九行星是超级地球,它是如何形成的它是在哪里形成的
在我们的太阳系中没有其他超级地球,但我们在其他恒星周围看到的是,超级地球很常见,通常离它们的主恒星非常近。
那么,我们的超级地球是如何到达太阳系边缘的呢。
为了让第九行星成为我们的岩石超级地球,它必须在太阳系内部形成,然后迁移到现在的位置问题是早期太阳系中可能没有足够多的岩石物质来创造这个巨大的第九大行星,以及水星,金星,地球和火星
很难想象这里曾经形成过一个质量相当于10个地球的星球。
如果第九行星不是超级地球,有没有可能是在太阳系外层冰中形成的。
由于这颗行星的质量是地球的10倍,所以在这样一个巨大的冰世界里应该有液态水的海洋,这是非常重要的。
冰泉将从地壳的裂缝中喷出在它的深处有太阳系中最大的液态水海洋
组成我们太阳系的行星似乎遵循一种模式离太阳最近的四颗行星都是由岩石构成的,接下来的四颗是主要由气体构成的巨行星,在海王星之外,世界是由冰构成的mdashmdash库伯带由数百万颗水冰小行星组成的冰冻区域
柯伊伯带是海王星轨道之外的空间区域,向外延伸,大约是地球到太阳距离的50倍所以这里真的很远到处都是巨大的冰块冰块里有一些石头和其他东西所以也许第九行星是由同样的物质构成的它可能是一颗超级冥王星
有趣的是,因为科学家迈克·米德多特,布朗在柯伊伯带发现了许多其他寒冷的行星冥王星只是柯伊伯带中的一个天体,所以冥王星被降级为矮行星一时间,世界上很多地方都感到压抑,认为是迈克·米德多特,Ldquo谋杀,冥王星
现在迈克·米德多特,布朗正在努力寻找这第九颗行星,他似乎想利用这第九颗行星来Rdquo赎罪,。
如果第九颗行星是一颗冰冷的柯伊伯带行星,这将是迄今为止科学家在柯伊伯带发现的最大的行星。
在此之前,冥王星是柯伊伯带中最大的天体,质量不到地球的1%如果第九行星存在,那么这个记录就增加了几千倍所以第九颗行星绝对是一颗超级大的冥王星
很难知道这样的曲棍球会是什么样子推测这个星球上应该还有活动,内部的地质活动可以让世界免于寒冷和彻底的死亡
想象中的超级冥王星—9是一个巨大的冰世界它的岩石比超级地球少得多,但大量的冰也产生足够的重力,在核心产生热量
让一个星球活下去的真正核心是质量,是不是有足够的质量让它的内部保持温暖当一个物体的质量是地球的5到10倍时,它的内部很可能是温暖的表面会像火山一样喷发,但这些火山喷出的是水冰,而不是熔岩
如果有一颗巨大的冥王星,这样的天体一定有最惊艳的风景你会看到上百座冰火山喷发的壮观景象冰火山喷出冻结的水,冰像雨点一样落在星球表面
第九行星表面的想象图2
如果存在这样的第九颗行星,它将是太阳系中最大的单一水体会有足够的内热把这个地方变成一个浑水世界,所以它不完全是一个岩石星球,也不是天王星或海王星,而是一个真正的海洋世界
那么第九行星是冰冻的超级冥王星吗。
问题出在尺度上冥王星和柯伊伯带的其他天体都很小那么,同样的建筑材料是如何聚在一起形成巨人的呢
因此,第九大行星是冥王星放大版的说法似乎有些困难。
我们看柯伊伯带,会发现那里有一些小而冷的天体,那里没有大的天体科学家认为,在太阳附近形成行星的尘埃和气体盘中会有更多的物质,这不是巧合当它到达冥王星时,已经没有多少物质可以建造行星了,更不用说质量是地球5到10倍的行星了
那么,如果第九行星不是形成于寒冷的外系或者多岩石的内太阳系,那么它是从哪里来的呢。
更有可能的是,第九颗行星形成于中央太阳系富含气体的区域,那里也形成了木星,土星和海王星。
气态的第九行星可能类似于海王星,但它可能更小可能是迷你海王星
气态行星是怪物的水平它们没有像地球一样坚固的表面,而是厚厚的,暴风雨般的大气层,向下延伸数万英里它的核心有一个微小的岩石核心
木星是最大的气态巨行星,质量是地球的300多倍从木星开始,气体巨星逐渐变小,土星到天王星,最后是海王星,质量约为地球的17倍如果第九行星是一颗巨大的气体行星,它会更小,所以它会像一个迷你海王星
海王星有一个岩石内核,但它充满了甲烷,水和其他物质,所以海王星厚厚的云层被甲烷分子染成了蓝色。
但第九行星的大气层可能是透明的,因为第九行星所在的区域太冷,无法从太阳获得额外的能量所以大气中的任何重物质,任何重分子,伴随着时间的推移,大概都会落到地表只有最轻的元素,最轻的分子会留在大气中,所以可能只有纯氢和纯氦
所以第九行星可能看起来像水母或类似的东西,有着美丽的半透明的外表在这种情况下,你可以通过某种方式看到行星的内部
想象第九颗行星图3
大气层可能是透明的,但这个星球远非平静这颗行星的内部将被雷暴的闪光照亮当来自遥远太阳的太阳风顺着行星的磁场流下时,微弱的光线会绕着两极飞行
科学家认为第九颗行星是迷你海王星的可能性非常高因为在我们的太阳系中存在额外的气态巨行星并非不可能
2011年,科学家试图用超级计算机模拟太阳系的形成但无论他们如何模拟,都无法形成我们现在的太阳系除非第五颗气态行星加入我们的太阳系
模拟显示,这颗气态行星最终会被我们太阳系的捕获,欺负如果木星被喷射出去,最终的结果将是我们今天拥有的行星。
而且科学家已经证实太阳系的气态行星会被抛来抛去科学家们甚至看到行星从恒星系统中喷射出来,自由漂浮在恒星之间的空间
第九行星也遭受了同样的命运吗。完全有可能!
这颗行星形成于气体巨星所在的奇妙圆盘区它本可以吸引大量类似木星的物质,成为一颗巨大的气体行星
只是离木星太近了,动了大哥站点,于是木星毫不客气地把它从这个绝佳的觅食地甩了出去,扔进了外太阳系就像古代犯罪的官员被发配到穷地方
那么第九行星真的是被流放到太阳系外荒原的冰冻迷你海王星吗目前,这是科学家最好的猜测
但也有另一种猜测,一些科学家认为第九行星可能根本没有在太阳系中形成我们最远的星球是从另一个星球掠夺来的外星世界
只是银河系中围绕超大质量黑洞运行的2000亿颗恒星中的一颗这些恒星中的大多数可能有多个行星,科学家现在认为,有时两颗恒星可能过于接近,以至于无法形成一颗恒星难受结果,就有星球大盗
那么,太阳有没有可能因为离另一个恒星系太近而偷走了一颗行星呢。
今天,我们的太阳独自漂浮在太空中,就像海上的游艇但情况并非总是如此让我们再把时钟拨回到46亿年前
当时我们星团是比较拥挤的地方,是第九行星跳船的理想条件。
太阳和成千上万的其他恒星一起诞生在明星托儿所就像港口里的船只一样,周围有很多船只和邻居
像太阳这样的恒星诞生在恒星的摇篮里,巨大的气体云坍缩形成成千上万颗恒星所有的星星都紧紧地挤在一起
天文学家认为,在这个狭窄而混乱的恒星操场上,太阳的引力可能从路过的邻居那里偷走了第九颗行星。
想象一个很酷的场景:某个区域诞生了一颗恒星,围绕这颗恒星形成了一颗行星,这就是我们的第九颗行星突然太阳呼啸而过,如此之近,以至于在进入银河系的过程中偷走了第九颗行星
这听起来像科幻小说,但我们的太阳可能已经有犯罪记录了有一些证据表明,我们太阳系的彗星可能不是起源于我们的太阳系,太阳可能从其他恒星那里窃取了彗星
如果是这样,那么一颗恒星围绕另一颗恒星运行,并以某种方式让邻居的行星进入我们的太阳系,成为我们家庭的一部分就不足为奇了。
但如果第九行星真的来自另一颗恒星,我们怎么能确定它是外星来客呢科学家想做的是测试第九行星的DNA
在它的一些表面寻找那些我们可以确定不能在太阳周围形成的物质科学家们甚至可能需要发射一个探测器来仔细观察它,找出它的化学成分以及他们能找到的关于它轨道的一切
这样,科学家就可以看到是否有指纹性的确凿证据可以清楚地表明它是在这里还是在那里形成的。
不幸的是,在我们向第九行星发射探测器之前,科学家们必须首先找到它。
迈克·米德多特,布朗等天文学家用数学方法缩小了范围科学家们现在知道的是,第九颗行星在下图中的天空区域
第九行星的可能位置区域,在猎户座附近
科学家使用夏威夷斯巴鲁的红外望远镜寻找第九颗行星该望远镜经过微调,可以分辨出太空深处寒冷背景中遥远物体的微弱热信号
虽然第九行星可能会被冻结,但它仍然会比太空更温暖这个微小的温差正是这台望远镜所需要的
科学家所要做的就是在天空的同一区域拍摄两张照片,相隔几周恒星不动,但行星动当一个物体以恒星为背景绕太阳运行时,就会被发现冥王星就是这样被发现的如果第九行星存在,科学家希望通过这种方式找到它
当然,找到第九颗行星可能需要数年时间如果我们找到它,科学家可以分析它的光微弱的光线中可能隐藏着岩石,冰或气体的化学特征这样,第九行星的身份将最终被揭示
但也许最令人兴奋的前景是第九行星可能是一个卫星家族的家园在这些卫星中,可能有一颗在距离太阳1000亿英里的地方为生命提供家园
几十年来,科学家们一直在寻找离我们最近的行星邻居,寻找外星生命的迹象但到目前为止,还没有发现任何线索如果第九行星是真实的,那么它位于太阳系的寒冷边缘
但即使在这里,距离太阳1000亿英里,生命也有可能在它的卫星深处茁壮成长。
历史上,科学家一直认为卫星就是这些不起眼的地方,但令人难以置信的是,它们可能是发现生命的最佳场所仅在我们的太阳系中,一颗行星的卫星上存在生命的可能性就比这颗行星本身存在生命的可能性大得多
卫星让天体生物学家兴奋不已,因为无论它们离太阳多远,都有可能支持液态水的存在。
关键是潮汐加热在椭圆轨道上,卫星会不断受到其母行星引力的挤压,产生热量,融化冰,形成地下液态水海洋正如我们所知,这是生命的关键要素
如果第九行星像科学家预测的那么大,它可能有多个卫星也许其中一颗卫星上有温暖的咸海,适合简单的生活
在笔者之前的科普文章中,已经不止一次说过某个星球的月球上可能存在生命所以第九行星的一颗卫星上很有可能存在适合生命生存的环境
所以,目前科学家认为第九行星应该存在,只需要用望远镜直接找到它甚至一些科学家准备庆祝第九行星的香槟
不管第九行星是什么样子,有一点是肯定的如果科学家真的找到了第九颗行星,我们将再也不会以同样的方式看待我们的太阳系
如果它在那里,它会告诉我们有更多关于我们太阳系的知识,还有更多太阳系的秘密等待我们去发现。
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