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《紐約客》雜志:殺死了冥王星,他又找到了繼任者?
關鍵字: 第九大行星冥王星冥王星殺手太陽系發現第九大行星【美國科學家周三宣布,在太陽系發現了“第九大行星”。一石激起千層浪,引發科學界不少質疑。
美國國家航空航天局首席科學家在接受BBC采訪時表示,開普勒望遠鏡鑒別出5000多顆類似超級地球的行星,但是沒有一顆大小介于地球和海王星之間。
發現了柯伊伯帶的行星科學家戴夫·朱伊特(Dave Jewitt)則指出,這顆行星的存在在統計顯著性上達到了3.8個標準差,雖然夠得上需要嚴肅對待的標準,卻還達不到諸如粒子物理學領域所要求的5個標準差的水平。美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的朱伊特也擔心,他見過太多3個標準差的結果后來都消失不見了。
NASA的廣域紅外巡天探測者(WISE)則已經排除了距離太陽10000天文單位以內比土星更大的行星存在的可能性,只給這顆更小的“9號行星”留下一絲希望。
完成這一發現的天文學家之一邁克·布朗,正是將冥王星逐出行星隊伍的“殺手”,也曾誤將自己發現的鬩神星視為太陽系第十大行星。這一次,是什么又鼓起了他的勇氣,喚起了他的希望?著名的《紐約客》雜志在第一時間刊登了高級編輯阿蘭·柏狄克(Alan Burdick)的報道,講述了這個故事。】
幾年前,邁克·布朗(Mike Brown)發現了太陽系的第十個行星。那是在2005年,這位加州理工學院的天文學家發現了一個被正式命名為鬩神星(Eris)的天體(他更喜歡Xena這個昵稱)。鬩神星和冥王星一樣大,它圍繞太陽的距離則是冥王星的三倍,當時冥王星還被認為是行星。但鬩神星的存在提出了棘手的問題,如:什么才是真正的行星?如果鬩神星是行星,為什么其它圍繞太陽運轉的小天體不是?最終,國際天文學聯合會將鬩神星歸為矮行星——“不完全是行星”的一個婉轉說法——而在布朗的促使下,冥王星也被降級了。太陽系目前只剩下八大行星,而不是十個。布朗仍然會收到想念有九大行星的人們寄來的信件,乃至深夜騷擾電話,但他并不后悔。2010年,他寫了一本書叫《我是怎么殺了冥王星的,為什么這是它自找的》。上周,他告訴我,“十年前,當這一切發生,人們會說:‘是否還有其它的行星?’我會說:‘不會,就是這樣,只有八大行星,我們將永遠不會有更多。’”
圖為去年7月新視野號探測器飛掠時拍回的冥王星及其最大衛星——冥衛一卡戎。圖片來源:NASA
布朗現在認為他錯了。1月20日,在《天文學雜志》,布朗和他的同事巴蒂金(Konstantin Batygin)發表了一篇題為《太陽系一顆遙遠的巨型行星的證據》的論文,其中他們提出了令人信服的理由,說明第九大行星確實存在。他們沒有直接觀測到它,只是根據少數遙遠的天體受到其引力的影響,推斷出它的存在。在一年的觀測、計算和計算機模擬后,布朗和巴蒂金寫道:“我們揭示了一個遙遠的、偏心軌道上的干擾者的存在。”
據他們確定,這個干擾者的質量是地球的10倍,大約海王星質量的一半,而且確實很遙遠。它運行在一個橢圓軌道上,而距離太陽不少于250天文單位(1個天文單位是地球到太陽的距離,木星到太陽的距離大約是5個天文單位,冥王星到太陽則是近40個天文單位)。在遠日點,這顆新行星大概有600-1200天文單位那么遠。它要花12000-20000年才能繞太陽一圈。這是一顆巨大的冰星,孤獨的流浪者和太陽系外圍的引力霸主,布朗和巴蒂金稱它為第九行星,約沙王(猶太國王)和喬治。“實際上我們彼此談論時會叫它胖子”,布朗說。
布朗承認,天文學的歷史上充斥著虛假的希望。法國數學家勒威耶正確預測了海王星的存在,在1846年,他還預測太陽和水星之間運行著一顆行星,他稱之為火神,最后被證明并不存在。每隔幾年,就有人宣布X行星的發現,如某個大型天體,被伽利略和他四個世紀的后人們錯過。“如果有人只是拿起報紙讀了一下標題,第一反應會是,天啊,這些人瘋了,”布朗談到他和巴蒂金的發現時表示,“但如果有人再看著證據,他們就很難不同意證據就在那里。”
加州大學圣克魯茲分校的天文學家格雷格·勞克林(Greg Laughlin)是少數提前知道這篇論文的人,他說:“這是一個非常堅實的動力學分析,這是一流的。如果是別人這么聲明,你不得不打個折扣,最多1%的可能是真的。但這是邁克·布朗的組合,他有相當扎實的觀測能力,而巴蒂金是理論天才,如果它確實在那里,那么他們已經發現了它。”《天文學雜志》的審稿人,法國天文學家和行星科學家亞歷山德羅·莫比德利(Alessandro Morbidelli)則說:“本文首次給出了存在另一顆行星的確鑿證據。”
第九大行星的可能性擴展了近幾十年來我們關于太陽系的知識。1992年,天文學家觀測到柯伊伯帶的第一個證據,它含有至少1000個冰冷天體,繞太陽運行的距離為30-50個天文單位。同年,天體物理學家開始計劃前往冥王星(技術上說,本身也是一個柯伊伯帶成員)的任務,宇宙飛船最終被稱為“新視野號”,去年7月到達目的地。冥王星與其說是終點,不如說是開始。在此期間,布朗和他的同事乍得·特魯希略(Chad Trujillo)和大衛·拉比諾維茨(David Rabinowitz)發現了“賽德娜”(Sedna),柯伊伯帶外一個有偏心軌道的小型冰冷天體,距離太陽不少于76個天文單位(譯者注:賽德娜是太陽系內目前已知的距離太陽最遙遠的矮行星),其遠日點則浪跡在超過900個天文單位那么遙遠。“我們對賽德娜的發現是第一個線索。”布朗說,“這是第一個不太符合任何現有類別的天體。”
賽德娜通常被認為是一個極端的柯伊伯帶天體,盡管布朗也把它放在奧爾特云(Oort Cloud),這是太陽系中另一個冰物質碎片的蓄水池,被認為占據了太陽系的最邊緣。其它幾個類似的天體后來也出現了,如2012 VP113,這是特魯希略(Trujillo)和同事斯科特·謝潑德(Scott Shepard)兩年前發現的(他們取的綽號是“拜登”),這些花了他們許多時間的天體如此遙遠,只有少數在我們的一生中可以被看見。在這些已經被看到的天體中,引人注目的是它們的軌道排列是如此緊密。繪制太陽系時,你可能會從頂部查看下來,也就是垂直于黃道——行星軌道所在的平面。海王星和它軌道內的所有行星都在一個小圈內,賽德娜和其它極端柯伊伯帶天體散開在一邊,它們的近日點重疊在一起。
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- 責任編輯:孫武
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