【時事焦點】太陽系最外側的新行星?

圖片:Caltech/R. Hurt (IPAC)
圖片:Caltech/R. Hurt (IPAC)

撰文|陳勁豪

害冥王星被降級的加州理工學院教授Mike Brown又回來了,這次他的新結果可能會讓太陽系重新變回九大行星,只是新加入的第九個應該不會是冥王星。

加州理工的Mike Brown有個他可能不會太喜歡的外號"Pluto Killer",因為他在2005年發現了冥王星外的一顆名叫Eris的小星體。他想要讓Eris變成太陽系的第十大行星,結果不但沒有通過,反而讓冥王星一起被拉下水,被歸類在矮行星。

但是這次他跟另一位同事Konstantin Batygin所共同發表的新結果,如果是真的,那們幾乎可以肯定一定會被列入太陽系的行星中,因為這個被稱為Planet X的「行星」,它的質量大約有十個地球這麼重,可以直接排入太陽系中的第五大行星。

但是為什麼這個Planet X的「行星」地位要加上引號?因為這是理論推測出來的結果,還沒有被觀察到。從他們計算出來的性質看來,Planet X的近日點大約有200個天文單位,遠日點可以達到600到1200個天文單位。一個天文單位等於地球到太陽的距離。作為比較的參考基準,200個天文單位約略是海王星到太陽的距離的七倍。"planet X"距離太陽如此遙遠,所以他的公轉週期大約需要10000到20000年。

其實在冥王星之外,還有不少個矮行星繞著太陽轉。Brown跟Batygin注意到,其中六個最大的矮行星的軌道相當類似,都是相當狹長的橢圓形,而且從遠方看來幾乎都是位在類似的區域。為了解釋這個現象,他們提出了可能有另外一個質量夠大的行星位於太陽系的另一側。從這個想法出發,他們進行一系列的電腦模擬,發現的確可以解釋這幾個矮行星的軌道。

計算出來的結果讓很多天文學家相當興奮,因為幾乎沒有人會想到距離太陽這麼遙遠的地方會有一個比地球大好幾倍的行星繞著太陽轉。如果這個行星真的存在,它幾乎可以保證滿足國際天文聯合會2006年所建立的行星定義:1. 軌道是環繞著太陽;2. 有足夠的質量能維持流體靜力平衡(接近球體的形狀);3. 能清除「相似軌道上」的其它天體

接下來的挑戰便是把這顆Planet X找出來。雖然這個未知的行星的大小約略在地球與海王星之間,但是要看到它,需要太陽光穿越200到1200個天文單位的距離,照到它的表面,然後再反射回地球上,而被地面上的科學家觀察到。可以想像,反射回來的光量應該會相當小,所以相當難觀察。另一方面天文學家根本不知道它目前在哪個方向,所以只能對計算出來的軌道進行仔細的搜尋。

Brown估計,以目前的觀測能力,大約五年左右就有希望看到Planet X。如果真的找到了,不但太陽系又會重回九大行星,這同時也會是行星科學的一個新里程碑。

原始論文
EVIDENCE FOR A DISTANT GIANT PLANET IN THE SOLAR SYSTEM
Konstantin Batygin and Michael E. Brown
Astronom. J. 151, 22; 2016
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-6256/151/2/22/meta

相關報導
1. Nature News 2016/01/20: Evidence grows for giant planet on fringes of Solar System
2. Science News 2016/01/20: Astronomers say a Neptune-sized planet lurks beyond Pluto

--
作者:陳勁豪 科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。2011年於美國紐約州立石溪大學(SUNY at Stony Brook)取得博士學位,研究主題為相對論性重離子碰撞(Relativistic Heavy Ion Collision)。長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯。

 

加入好友

人瀏覽過