太陽系邊緣或隱藏著一顆巨大冰凍行星

【2023年07月26日訊】(記者林達編譯報導)你可能了解到,太陽周圍有九顆行星,或者在臭名昭著的冥王星(Pluto)降級之後,太陽系還有八顆行星。但如果另一個世界潛伏在我們太陽系遙遠的外圍呢?

6月19日發表在《王家天文學會月刊快訊》(MNRAS Letters)的一篇新論文中表明,太陽系最邊緣可能不僅僅存在彗星。事實上,天文學家計算出,地球附近有顆行星隱藏在「奧爾特雲」(Oort cloud)中,可能性為7%,奧爾特雲是通常彗星所處的由冰塊和岩石組成的球形區域,大得難以想象,其邊緣到太陽的距離是地球到太陽的數萬倍。根據研究人員計算機模擬,大約每200到3,000顆恆星中就有一顆可能也擁有這樣遙遠的行星。

「太陽系完全有可能捕獲這樣一顆奧爾特雲行星,」新研究的合著者、行星科學研究所天文學家內森·凱布(Nathan Kaib)說。他補充道,這些隱藏的星體是「一類絕對應該存在的行星,但迄今為止受到的關注相對較少」。

如果奧爾特雲中有行星,那它肯定是一顆冰巨星。當木星、土星、天王星或海王星等大型行星形成時,它們會以雙胞胎的形式誕生。問題在於,這些巨大的世界具有相當大的引力,就像吵架的兄弟姐妹一樣,經常互相碰撞。這些推動會破壞年輕太陽系的穩定,有時會造成其中一顆行星被踢出系統,或被流放到太陽系外圍,其軌道也會相當奇怪。

波爾多大學天體物理實驗室研究員肖恩·雷蒙德(Sean Raymond)是第一作者,他說:「幸存的行星有著怪異的軌道,就像它們從暴力(碰撞)中留下的傷疤那樣。」這意味著流亡的奧爾特雲行星不僅離其恆星非常遙遠,而且其軌道也會被拉長,更像彗星的橢圓形,而不是地球圍繞太陽運行的近乎完美的圓形。遙遠的距離讓人很難看到它,如果它確實存在,也會微弱到簡直看不見,所以很難發現它,」雷蒙德補充道。

「如果我們自己的奧爾特雲中存在一顆海王星大小的行星,那麼我們很可能還沒有發現它,」未參與這項工作的麻省理工學院天文學家馬萊娜·賴斯(Malena Rice)表示同意。「令人驚訝的是,有時發現數百光年外的行星比發現後院的行星更容易!」

儘管困難重重,天文學家幾十年來一直在奧爾特雲以及更近的柯伊伯帶(Kuiper Belt)中尋找,希望找到難以捉摸的「假設的X行星」。X行星,也稱為九號行星,是一顆海王星大小的行星,被認為在距離太陽600億英里的軌道上運行。加州理工學院的天文學家邁克·布朗(Mike Brown)和康斯坦丁·巴蒂金(Konstantin Batygin)通過對柯伊伯帶內多個天體的觀測推斷,一定會存在一個像X行星這樣巨大的物體將這些被觀測天體引導到我們所看到的排列中,但這一理論尚未得到證實。

不幸的是,雷蒙德及其團隊發現的奧爾特雲行星與布朗和巴蒂金一直在尋找的X行星並非同一顆。

儘管這顆所謂的奧爾特雲行星距離很遠,並且有一個延伸的奇異軌道,但兩者的相似之處僅此而已。 凱布解釋道:「我們模擬中的奧爾特雲行星將比預想中的九號行星軌道遠得多,至少遠10倍。」

「我們的模擬無法將行星置於類似第九行星的軌道上。

因此,在太陽系外圍,可能有兩顆而非一顆行星在等待我們發現,此外還有圍繞不同恆星的無數其它行星。賴斯說:「這些結果凸顯了不僅在系外行星系統中,甚至在我們自己的太陽系中還有多少東西有待發現。」 ◇#

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