第九行星|太阳系的第九行星真的存在吗？科学家这样回答到太阳系|行星|康斯坦丁·巴蒂金

第九行星可能是海市蜃楼

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(Image Credit: Christos Georghiou / Fotolia)
太阳系外围小天体轨道上的神秘图案，可能来自一个由冰屑组成的巨大圆盘的重力，而不是一个未被发现的巨大世界。
大约4年前，安·玛丽·麦迪根首次提出，可能有一个未被发现的巨大行星潜伏在冥王星轨道之外，她既兴奋又表示怀疑。发现未知行星的证据一直（过去到现在）是偶然的：已知的太阳系外围小物体轨道上有奇怪图案。支持第九行星（冥王星不再归入太阳系的行星计数）的人说，这种模式可能受该世界巨大引力影响而产生。现在，科罗拉多大学博尔德分校的天体物理学家麦迪根，想知道现在是否还有其他一些毫无说服力的解释。当时，她正研究恒星在超大质量黑洞周围旋转时，如何相互撞击而进入不同轨道。她有理由相信自己的工作可以应用于绕太阳公转的微小物体。

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【第九行星|太阳系的第九行星真的存在吗？科学家这样回答到】(Image Credit: Vadimsadovski / Fotolia)
麦迪根如今十分谦虚，已经和她的合作者找到了一种完全不同往常的理论，来解释外太阳系的奇怪之处：遥远的冥王星之外，一个漫散杂乱的（迄今为止，基本上是假想的）冰碎片盘的集体引力，可能会改变我们很容易看到的遥远天体轨道，其方式类似于大行星的影响。这样的磁盘将由数百万个小物体组成，其中，大多数都是很久以前太阳系形成中遗留下来的。

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麦迪根说：“我们正在做的，就是考虑所有这些小物体之间的重力。事实证明，将引力包括在内非常重要。 ”她认为，只要假定的圆盘在十亿年左右的时间内，具有数倍于地球的质量，那它的组成部分之间的微小引力相互作用，就能以另一种方式塑造出跨冥王星的外太阳系，而第九行星则无法解释这一现象。这种效果有点像谚语所说的“蝴蝶效应”：蝴蝶拍动翅膀，结果引发了远方的风暴。
麦迪根和她带的研究生亚历山大·兹德里克，在预打印服务器arXiv.org上发布的两项新研究中，进一步发展了他们的理论。其中一项新研究发表于《天文学杂志》，解释集体引力如何在数十计物体中看到相同种类的倾斜轨道和聚集轨道，物体距离是地球与太阳之间距离的250倍，其他人将其归因于第九行星。另一项研究发表于《天体物理学杂志快报》，他们说只要有足够时间，集体引力还可以解释遥远轨道上某些物体绕太阳旋转时如何移动，这也是未知星球存在的证据。

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麦迪根及其小组的工作，使得太阳系真实历史的另一幅图画开始浮现。早期，木星，土星，天王星和海王星在紧凑有序的轨道上聚结，离恒星更近一些，由于引力相互作用，恒星之后才向外迁移。这些行星世界那时会被一大堆剩余碎片包围，而这些碎片却从未找到自身行星化的路，最终巨型行星将碎片冰团向外踢出。大多数人被排斥在麦迪根所说的“原始分散盘”中，超出现今冥王星的范围。麦迪根建议说，盘中质量可能比其他研究人员通常认为的质量要大得多。冷团以远离圆形轨道的方式推进环中，构成一个不稳定的系统，就像一个摇摇欲坠不稳定的陀螺。该系统在逐渐构成更稳定构型的同时，施加了引力作用，与其他轨道共享相似平面和方向。当然，这种构造基本上反映出，人们对未发现的大型外行星隐藏引力之手的期望。

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麦迪根说， “集体引力可以提供所有关键的观测特征，这意味着你不需要任何新东西。我认为奥克姆剃须刀会让你相信，这是比第九行星更简单的解决方案。 ”
自2016年初，他们发表有关该主题的研究假设引起轰动以来，加州理工学院的天体物理学家迈克·布朗和康斯坦丁·巴蒂金，一直是第九行星假说的两个最主要支持者，而且他们也一直在为世界是否存在而争论不休。为了与最新观察结果相吻合，研究人员认为，第九行星的质量必须是地球的五至十倍才行，并且其位置必须是行星距太阳距离的四百至八百倍，这更接近他们最初的想法。
巴蒂金说，他对麦迪根提出的遥远碎片环想法很感兴趣。但他不认为那是太阳系的样子。他说：“如果有这样一个环停在（离太阳很远的地方），那么早期太阳系稳定就会出现问题，因为太阳系是由恒星簇形成的。来自过往恒星的扰动会弄乱这个环，它们将破坏太阳星的连贯性，使它分散。 ”

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麦迪根在新模拟中解决了这个问题，并仔细调整了时间。要是早期太阳系离开恒星孕育室，而且巨型行星也形成之后，散盘组装可能会长存。这种调整并非无关紧要，准确模拟碎片盘的集体引力，需要追踪数百亿年来数以千计的颗粒，如何使颗粒漂浮于计算机模型运动中并与之作用。麦迪根说，这项任务比单一行星建模影响要艰巨得多，在某种程度上，这就是为什么她及其团队似乎常常比第九行星代表队落后一步。

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迄今为止，与第九行星比较而言，麦迪根的想法并未得到科学界的太多关注。但随着望远镜对这颗行星的搜索仍然一无所获，这种情况可能即将改变。她说：“我们仍然掌握很少证据，但是情况正逐步进展。太阳系中，集体引力尚未得到真正研究。该领域才刚刚起步。 ”
至少有两个研究小组也开始研究各种引力效应和动力学，以替代第九行星。类似地，它们要么是由岩质天体组成的盘状物，要么较大天体的一小部分，其数十亿年前的引力影响，也可能动摇了早期太阳系，从而形成了特殊的跨冥王星碎片轨道。
作者: Ramin Skibba
FY: 小蜜蜂
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