科学家认为太阳系里还有个隐藏的类地行星

概要：

太阳系外缘可能隐藏一颗未知的类地行星。柯伊伯带天体运动呈现出奇特的集群，显示它们可能受一个更大天体的引力影响。之前有假设一颗遥远的第九行星，但现在学者提出一种新的解释——一颗距太阳较近、质量较小、轨道倾斜的类地行星。这颗行星质量不超过地球的3倍，距离小于500天文单位，其引力可以解释柯伊伯带天体的集群和倾斜轨道。未来的观测可以验证这一预测，找出这类天体群体。总之，太阳系外围可能隐藏这类尚未发现的类地行星，进一步观测有望揭开其谜团。

太阳系遥远的边缘是黯淡寂静的领域，其细节难以捉摸。距离太阳如此遥远，即便是相对较大的行星也很容易逃过我们的注意。

我们在海王星轨道之外发现的海王星外天体(TNO)表现出一些奇特的集群行为，这可能表示存在隐藏的世界。这促使科学家提出了假设性的第九行星的概念，一个藏在远超可见范围的大型陆地行星。

现在，两位科学家提出了一种替代解释：一颗更为适中的类地行星，位置比有争议的第九行星近得多，拥有倾斜的轨道，可以解释某些东西造成的奇特行为。

来自日本近畿大学的行星科学家Patryk Sofia Lykawka和日本国立天文台的Takashi Ito认为，这颗遥远寒冷的行星质量不超过地球的3倍，距离太阳不超过500天文单位。他们写道：“我们预测外太阳系存在一颗类地行星和若干传海王星天体，拥有奇特的轨道，可以作为假设行星扰动的可观测验证。”

海王星外柯伊伯带的冰冻天体想象图

我们至今在太阳系能发现的最远单个天体距离太阳132天文单位。相比之下，冥王星平均距离太阳约40天文单位。但在海王星(距太阳30天文单位)之外，存在大量冰冷的岩石和矮行星，延伸到我们能看到的最远处。这就是柯伊伯带，其中包含的天体就是TNO。

近年来，随着更敏感的望远镜和调查，我们能发现的TNO数量比以前大幅增加，这使科学家开始注意到某些模式。其中一个模式是集群。一些TNO组以倾斜或倾斜的轨道聚集和共同移动，这表明它们受到比目前发现的小天体大得多的东西的引力影响。

一些极端的近地轨道卫星和遥远的小行星的轨道示意图。九号行星的假想轨道以靛蓝色显示。

2016年，加州理工学院天文学家Mike Brown和Konstantin Batygin指出假设中的第九行星是罪魁祸首。该行星质量约为地球的6.3倍，轨道大于460天文单位。但他们不是第一个提供解释的人。 Lykawka和时任神户大学同事Tadashi Mukai在2008年注意到TNO的集群，并提出了假设中的隐藏柯伊伯带行星。

现在，有了那里更多数据，Lykawka和Ito重新审视了这个想法并进行了细化。他们找到了一个假设行星，可以解释柯伊伯带的几个奇特之处。进一步观测可以确定他们是否正确。“我们确定一个位于遥远倾斜轨道上的类地行星可以解释远柯伊伯带的三个基本特性：超过海王星引力影响范围的显著TNO群体，大量高倾斜天体，以及某些极端天体的奇特轨道，”他们写道。

第九大行星想象图

这颗类地行星的质量在地球的1.5至3倍之间，距离太阳最远点在250至500天文单位之间，相对于太阳系平面倾斜30度。它的存在可以解释倾角大于45度的天体，以及类似离心天体塞德娜这样异常奇特且椭圆的轨道。它还可以解释看似与海王星有关联的TNO群的特性，这些群体通常不包括在这样的研究中。

这对研究人员的发现提供了假设行星的可测试特征。行星的引力会将TNO推入150天文单位之外的集群群体，随着我们的技术和仪器的改进，我们可能能找到这些群体。“对远柯伊伯带轨道结构的更详细了解可以揭示或排除外太阳系中任何假设行星的存在，”他们写道。“柯伊伯带行星的存在也可以为木星外区域的行星形成和动力学演化提供新的约束。”

该研究发表在《天文学杂志》上。

本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。