大家好,我是魅力科学君,今天我们要聊的话题是:一项近日发表在预印本服务器(arXiv)上的最新研究表明,我们可能发现了太阳系第九行星的踪迹。好的,咱们不说废话,这就开讲。
早在2016年的时候,科学家就发现,运行海王星公转轨道之外的一些小天体,其围绕太阳公转的轨道,呈现出一种奇特的“聚拢”现象——它们椭圆轨道的“近日点”,都指向了太空中的同一个区域(如下图所示)。
科学家据此推测,这种现象强烈暗示了,那里存在一颗未知的行星,正是在其强大引力的作用下,导致这些小天体的轨道出现“聚拢”。
根据科学家的估算,这颗假想中的行星比地球大得多,其质量范围在地球质量的5至20倍之间,它沿着一个椭圆轨道围绕着太阳公转,近日点距离太阳约200个天文单位,远日点距离太阳约800个天文单位。
可以看到,如果这颗行星真的存在,那它就是太阳系第九行星。然而在接下来的日子里,尽管科学家利用地基和空间望远镜进行了大量的观测工作,但一直没有发现这颗行星的踪迹。
实际上,此次研究也是致力于寻找这颗行星,根据介绍,此次研究并没有采用此前的光学探测方法,而是在过去的红外巡天数据中去寻找这颗行星存在的蛛丝马迹。
其原理可以简单地描述为,由于距离遥远,这颗行星反射的太阳光很可能不足以被我们直接观测到,相比之下,红外线探测则是一个更可行的选择,因为从理论上来讲,大质量行星会保留形成时的“余热”,即使经过数十亿年,其自身的热辐射在红外波段仍然有可能被探测到。
在研究工作中,研究人员根据这颗行星理论上的质量、温度、公转轨道及速度等参数,设置了严格的过滤条件,经过层层筛选和细致比对,他们最终从浩瀚的红外数据海洋中,找到了一个单一的、符合所有预设条件的红外发射源。
分析结果显示,这个发射源最初出现在“IRAS”卫星于1983年传回的探测数据中,而在23年后的“AKARI”卫星的探测数据中,它移动到了距离上次位置约47.4角分的位置上,其移动的量级和运行轨迹,正好落在理论预测的范围之内。
更重要的是,这个发射源仅在预期的时间窗口内出现,之前或之后都没有重复探测到,这排除了常见的红外线噪声或背景恒星。所以此次研究给出的结论是:它极有可能是一颗在太阳系中缓慢移动的行星。
研究人员表示,我们暂时只能说可能发现了太阳系第九行星,而不能确定,但这是一个很好的开始,在后续的研究中,我们可以通过此次研究找到的线索,推算出它的实时位置,如此一来,我们就可以利用大型光学望远镜,通过对特定区域进行长时间曝光,进而直接确定它的存在(如果它真的存在的话)。
就目前的情况来看,相关的研究仍然在进行之中,期待在未来的日子里,科学家能够有更多的发现,进而确定这颗行星是否真的存在。
参考资料:A Search for Planet Nine with IRAS and AKARI Data,arXiv:2504.17288v1