【神秘的第九行星】
我們生活在太陽系，我們以為我們了解太陽系，我們以為已經(jīng)找到了太陽系內(nèi)的所有行星，然而現(xiàn)實(shí)卻打臉了。突破性的觀測表明在我們太陽系的邊緣可能有一顆未被發(fā)現(xiàn)的第九大行星。
(資料圖片僅供參考)
如果這個第九大行星存在，那么這是一顆怎樣的行星呢？
它是巖石構(gòu)成的超級地球？還是冰覆蓋的超級冥王星？抑或是氣態(tài)的迷你海王星？又或者它是從另一顆恒星上偷來的？科學(xué)家們對此有不同的猜測。
之前筆者的科普文中也不只一次提到這個顆神秘的第九行星，那么為什么科學(xué)家們相信這顆第九行星應(yīng)該存在呢？
一組天文學(xué)家在研究柯伊伯帶的時候，發(fā)現(xiàn)這里的天體大多圍繞太陽呈整齊的圓形運(yùn)動，但有一小群天體似乎打破了規(guī)則，在主環(huán)帶之外的廣闊軌道上游蕩。
柯伊伯帶內(nèi)一小群天體偏離了正常的軌道
這讓天文學(xué)家們感到困惑，在柯伊伯帶外圍的某種東西似乎在把這些小行星拉離原來的軌道，是某種巨大行星大小的東西。
加州理工學(xué)院的天文學(xué)家邁克·布朗聽說了這個觀測結(jié)果后，第一個反應(yīng)就是：這不可能，太荒唐了，不可能會有另一個大行星在柯伊伯帶外圍運(yùn)行。
于是他決心要證明第九行星理論是錯誤的，他讓他的同事康斯坦丁·巴蒂金進(jìn)行計算機(jī)模擬，看看第九顆行星會對柯伊伯帶產(chǎn)生什么影響。
令人驚訝的是，該模擬預(yù)測了拉長的軌道，另外模擬還帶來了另一個驚喜：應(yīng)該還有第二組偏離的軌道，與第一組軌道相垂直。
計算機(jī)模擬還有另一組垂直軌道的天體
如果邁克能確定柯伊伯帶內(nèi)這些奇怪的預(yù)測天體的位置，那么第九行星幾乎肯定是真實(shí)存在的。
當(dāng)康斯坦丁把模擬結(jié)果拿給邁克看時，邁克感到震驚，因為在柯伊伯帶內(nèi)的確有一個天體叫做2012 dr30，它的軌道和計算機(jī)模擬預(yù)測的完全一樣！這個小行星完全符合預(yù)測。
接著邁克又搜索了更多的記錄，發(fā)現(xiàn)了另外四個似乎在正確的區(qū)域。然后把他把觀測的數(shù)據(jù)與計算機(jī)模擬的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。
結(jié)果，這些數(shù)據(jù)完全匹配！
所以，科學(xué)家們認(rèn)為，幾乎可以肯定第九行星是真實(shí)存在的，而且它必須非常巨大，可能是地球質(zhì)量的10倍。
為了證明第九行星的存在，天文學(xué)家需要用望遠(yuǎn)鏡觀察它。但是有一個問題，計算機(jī)模擬只能給出在哪里找到它的大致的位置，這顆第九行星非常遙遠(yuǎn)，它比我們想象的要遠(yuǎn)得多。
如果它在橢圓軌道上運(yùn)行，它的大部分時間可能都在離太陽非常遠(yuǎn)的地方度過。觀測時，我們似乎剛剛錯過了它。
那么這個第九行星有多遠(yuǎn)呢？
【第九行星的距離】
要真正了解它巨大的軌道，方法就是建立一個比例模型。如果用足球來比做太陽，那么四顆內(nèi)部的巖質(zhì)行星距離“太陽”都不到50米，每顆“行星”看起來都不會比一個胡椒子大。
太陽與四顆內(nèi)行星模型
在密集的巖石行星的遠(yuǎn)處，是第一個氣態(tài)巨行星——“木星”，距離“太陽”有一個足球場的距離，約122米的地方。雖然木星是太陽系最大的行星，但在這個模型下，“木星”也只有棒棒糖那么大。
至于“土星”，則距離“木星”還有一個足球場的距離。站在“土星”的位置看“太陽”，已經(jīng)基本上看不清“太陽”了。
而要到“天王星”那邊，則距離“太陽”要超過三個足球場的距離?！疤焱跣恰敝螅嚯x“海王星”約180米。
太陽與八大行星的模型
在發(fā)現(xiàn)第九大行星之前，海王星是離太陽最遠(yuǎn)的行星。在這個模型中大約有半徑為800米的范圍。
但“海王星”遙遠(yuǎn)的軌道與第九大行星的軌道相比簡直不值一提。如果要到第九行星的軌道那邊，已經(jīng)不用能米來衡量，需要用公里了。
在這個模型中，如果要到達(dá)第九行星的軌道，用走路的方式就太費(fèi)時了，也太累了，得用汽車。
第九行星的軌道離太陽最近的距離就已經(jīng)比海王星的軌道寬6倍之多，而最遠(yuǎn)的地方則遠(yuǎn)在29公里之外。
經(jīng)過科學(xué)家們的計算，第九行星近太陽軌道距離太陽約為306億公里，而最遠(yuǎn)的位置，距離太陽在1800億公里之外。
科學(xué)家們不知道，第九行星會是什么樣子。如果按照這個模型，科學(xué)家們猜測這個第九行星估計也就如下圖中一顆小糖丸那么大。
所以，在這么遠(yuǎn)的距離，想要用望遠(yuǎn)鏡尋找這顆第九行星就好比是在29公里之外找一個顆“小糖丸”
但要證實(shí)第九行星的存在就必須要發(fā)現(xiàn)它，而科學(xué)們的望遠(yuǎn)鏡可能要花費(fèi)數(shù)年的時間才能找到像第九行星這樣非常微弱、非常遙遠(yuǎn)的天體。
在那之前，科學(xué)家們只能猜測這個神秘的世界可能是什么樣子。
所以，現(xiàn)在科學(xué)家們相信第九行星應(yīng)該存在，但真的不知道它是什么樣子的。
目前，科學(xué)家們提出了三種可能性。
【第九行星可能是超級地球】
第九行星的第一種可能性是，它是由與地球相同的材料構(gòu)成的，但質(zhì)量是地球的10倍，是一個巖石構(gòu)成的超級地球。
但是這個巨大的巖石行星離太陽這么遠(yuǎn)會是什么樣子呢？
當(dāng)科學(xué)家們觀察宇宙時，他們意識到在整個銀河系中，太陽系缺少了一種最常見的行星類型——超級地球。
開普勒太空望遠(yuǎn)鏡通過測量行星從其主星前面經(jīng)過時，光線的微小變化來發(fā)現(xiàn)外星世界。
開普勒發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)外星恒星系都有超級地球，那為什么我們的太陽系一個都沒有呢？
這個第九行星有可能是我們失蹤的超級地球嗎？如果第九行星是一顆巖石構(gòu)成的超級地球，那么近距離看它會是什么樣子呢？
科學(xué)家們認(rèn)為第九行星體積比較大，所以行星的內(nèi)部應(yīng)該還很熾熱，所以會有很多火山，會有峽谷，有板塊構(gòu)造以及造山運(yùn)動。并且會有熾熱的熔巖到達(dá)地表，但由于第九行星離太陽太遠(yuǎn)了，所以熾熱的熔巖會在寒冷的太空中突然凍結(jié)。可能會形成一種被稱為黑曜石的奇怪火山玻璃。
科學(xué)家們想像第九行星表面應(yīng)該是這樣一幅場景：一片被星光照亮的暗淡景象，可能有熔巖噴發(fā)出來，發(fā)出的紅色光芒。而在空中，氣體變成雪花并隨著雪下降而落到地面。那將是一片美麗而神奇的風(fēng)景，是一幅生動的火山世界的畫面。
第九行星表面想象圖
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