行星九 - 天文学家发现我们的太阳系中真实的第九行星的证据

这种艺术渲染显示了从行星九点朝向太阳的距离视图。这个星球被认为是气态的，类似于天王星和海王星。假设的闪电亮起夜间。

加州理工学院的科学家发现了一种追踪外太阳系统中曲线，高度细长的轨道的巨型星球的证据。

新发现的对象，研究人员的绰号行星九个，体积大约10倍的地球和轨道平均远离阳光的10倍，而不是海王星（平均距离为28亿英里的距离） 。事实上，它将在10,000到20,000年之间采取这个新的星球，只需一个完整的轨道在阳光下。

研究人员，Konstantin Batygin和Mike Brown，通过数学建模和计算机模拟发现了该球的存在，但尚未直接观察到对象。

“这将是一个真正的第九个星球，”布朗，理查德和芭芭拉罗森伯格行星天文教授说。“自古次以来只发现了两个真正的行星，这将是三分之一。这是我们太阳系的一个非常重要的大块，仍然被发现，这非常令人兴奋。“

布朗注意到推定的第九行星 - 冥王星质量的5000倍 - 足够大，即应该没有关于它是真正的星球的争论。与现在称为矮人行星的较小物体不同，行星九重力地占据了太阳系的附近。事实上，它占据了一个比任何其他已知行星中的一个大的区域 - 棕色所说的事实是使其“整个太阳系中的行星最多的行星”。

Batygin和Brown描述了他们在天文期刊上的当前问题的工作，并展示了九个有助于解释冰冷物体领域的多个神秘特征，而不是在海王星被称为kuiper皮带的海王星之外。

“虽然我们最初是非常持怀疑态度的，但是这种星球可能存在，因为我们继续调查其轨道以及外太阳系统的意义，我们越来越深信它在那里，”行星助理教授Batygin说：“Batygin说科学。“在150多年的第一次，有明确的证据表明太阳系的行星人口普查不完整。”

太阳能系统中的六个最遥远的已知物体与海王星（洋红色）超出海王星（洋红色）所有神秘地排列在一个方向上。而且，当三维观察时，它们几乎与太阳系的平面相同。Batygin和Brown表明，一个行星在与其他六个物体（橙色）抗对齐的远处偏心轨道中的10倍的地球质量（橙色）是保持这种配置。

理论发现的道路并不简单。2014年，一位棕色的Brown，Chad Trujillo和他的同事斯科特Sheppard发布了一篇文章，其中kuiper皮带中最远处的物体中的13个类似于模糊的轨道特征。为了解释相似性，他们建议存在一个小星球的存在。布朗认为行星解决方案不太可能，但他的兴趣激起了。

他将问题沿着大厅击倒了Batygin，两者开始了对调查远处物体的一年和半长的合作。作为观察者和理论家分别，研究人员将工作从非常不同的角度来看，棕色作为看天空的人，并试图在可以看到的背景下锚定锚定，并作为把自己置于自己的人动态的背景，考虑到物理学的角度如何工作。这些差异允许研究人员挑战对方的想法并考虑新的可能性。“我会带来一些这些观察性方面;他会回到理论上的论据，我们会互相推动。我不认为发现会发生这种发现没有来回发生，“布朗说。“这可能是在我曾经拥有过的太阳系问题的问题中最有趣的一年。”

相当迅速的Batygin和Brown意识到，来自Trujillo和Sheppard的六个最远的物体的原始集合都遵循椭圆形轨道在物理空间中相同的方向。这尤其令人惊讶，因为它们的轨道的最外面点在太阳系上移动，并且他们以不同的速率行进。

“这几乎就像有六只手在一个时钟，都以不同的速度移动，当你碰巧抬头时，它们都处于完全相同的地方，”布朗说。他说，让它发生的可能性是100个。但是，在此之上，六个物体的轨道也在相同的方向上以相对于八个已知行星的平面向下指向约30度的相同方式倾斜。发生这种情况的可能性约为0.007％。“基本上它不应该随意发生，”布朗说。“所以我们认为别的东西必须塑造这些轨道。”

CALTECH的KONSTANTIN Batygin是行星科学助理教授，迈克布朗，理查德和芭芭拉罗森伯格行星天文教授，讨论了新的研究，提供了追踪外太阳系统中奇异的巨型星球的巨型星球的证据。

他们调查的第一种可能性是，也许有足够的遥远的kuiper带对象 - 其中一些尚未发现 - 施加阻止亚潜水化集聚所需的重力。当事实证明，这一场景需要龙头带有大约100倍它的群众，研究人员迅速排除了这一点。

把它们留下了一个星球的想法。他们的第一个本能是在远处轨道中运行涉及行星的模拟，这些轨道环绕着六个kuiper皮带物体的轨道，表现得像个巨型套索，以将它们缠结成它们的对齐。Batygin说，几乎有效，但不准确地提供观察到的偏心。“关闭，但没有雪茄，”他说。

然后，有效地偶然地注意到，如果它们在抗对齐轨道上用巨大的行星耗尽他们的模拟，其中轨道的轨道在太阳的最近的轨道或透过的轨道上，从截阵射击所有其他对象和已知的行星 - 仿真中的远处Kuiper皮带对象假设实际观察到的对齐。

“你的自然反应是”这个轨道几何形状“不能正确。这不能在长期稳定，因为毕竟，这将导致行星和这些物体满足并最终碰撞，“”Batygin说。但是通过称为平均运动共振的机制，第九行星的抗排列轨道实际上防止了kuiper皮带物体与它碰撞并保持它们对齐。随着轨道物体彼此接近它们交换能量。因此，例如，对于每四个轨道行星九个制造，遥远的kuiper皮带对象可能完成九个轨道。他们从不碰撞。相反，就像父母那样维持儿童的弧形在具有周期性的挥杆上的挥杆上，行星九个略微伸出遥远的kuiper皮带对象的轨道，使得它们的构造具有与地球的关系被保存。

“仍然，我非常持怀疑态度，”巴蒂金说。“我在天体力学中从未见过这样的东西。”

但只要小，因为研究人员调查了模型的额外特征和后果，他们被说服了。“一个良好的理论不仅应该解释你出发的事情。它应该有希望解释你没有出发的事情解释并制作可测试的预测，“巴蒂金说。

并且实际上，行星九的存在有助于解释遥远的kuiper带物体的对齐。它还为其中两个跟踪的神秘轨道提供了解释。第一个被称为SEDNA的物体，2003年被褐色发现。与标准品种的Kuiper皮带对象不同，这是由海王星重量“踢出”的，然后返回它，Sedna永远不会非常接近海王星。Trujillo和Sheppard于2014年宣布，SEDNA等第二个对象，称为2012年VP113。Batygin和Brown发现，在其所提出的轨道中的行星九个存在通过采用标准的Kuiper带对象并将其慢慢将其拉开到与海王星相连的轨道上的轨道上慢慢地将其慢慢地产生撒态物体。

但是，研究人员的真正踢球者是他们的模拟还预测，在轨道上垂直于行星平面倾斜的轨道上的物体。Batygin在他的模拟中保留了这些证据，并将它们带到棕色。“突然，我意识到有这样的物体，”棕色召回。在过去的三年中，观察者已经确定了四个物体沿着来自海王星的一个垂直线和另一个物体沿着一个垂直线追踪轨道的物体。“我们绘制了这些物体及其轨道的位置，它们完全符合模拟，”棕色说。“当我们发现时，我的下巴击中了地板。”

“当模拟对齐遥远的kuiper皮带对象并像塞马那样创造的物体时，我们认为这有点令人敬畏 - 你用一块石头杀死两只鸟，”巴蒂金说。“但随着地球的存在也解释了这些垂直轨道，你不仅杀了两只鸟类，你也取下了一只你没有意识到的鸟在附近的树中。”

行星九个来自哪里，它是如何在外太阳系统中最终的？科学家长期以来，早期的太阳系开始了四个行星核心，继续抓住它们周围的所有气体，形成四个气体行星 - 木星，土星，天王星和海王星。随着时间的推移，碰撞和射出物质，并将它们移到目前的位置。“但没有理由没有五个核心，而不是四个，”布朗说。行星九个可以代表第五个核心，如果它太近靠近木星或土星，它可能被排入到其远方，偏心轨道。

Batygin和Brown继续改进他们的模拟，并了解有关地球轨道的更多信息及其对遥远的太阳系的影响。与此同时，棕色和其他同事已经开始搜查行星九点的天空。只知道行星的粗糙轨道，而不是该椭圆路径上的行星的精确位置。布朗说，如果行星恰好接近其透镜，则棕色表示，天文学家应该能够在以前的调查捕获的图像中发现它。如果它是其轨道最遥远的部分，世界上最大的望远镜 - 例如W. M. M. Keck Observatoratory和Subaru望远镜的双人10米望远镜，都需要在夏威夷Mauna Kea-Mauna Kea。然而，如果行星九个现在位于两者之间，许多望远镜都在找到它时拍摄。

“我很乐意找到它，”布朗说。“但如果别人发现它，我也会完全满意。这就是为什么我们发布本文。我们希望其他人会受到启发和开始搜索。“

在了解更多关于太阳系在宇宙中的环境中的更多信息方面，Batygin表示，在几种方式中，这一行星似乎像这样一个古怪的球场实际上会使我们的太阳系更类似于其他行星系统天文学家正在寻找其他恒星。首先，其他太阳恒星周围的大多数行星都没有单一轨道范围 - 也就是说，一些轨道非常接近他们的主持人恒星，而其他轨道遵循异常遥远的轨道。其次，其他恒星的最常见的行星在1到10个地球群体之间。

“关于其他行星系统的最具惊人的发现之一是，最常见的行星类型在地球和海王星的那些之间存在质量，”巴蒂金说。“到目前为止，我们认为太阳系缺乏这种最常见的星球类型。也许我们毕竟是更正常的。“

棕色，众所周知，他在冥王星的降级中闻名的重要作用从一个星球到矮星的一个增加，“所有那些疯狂的人那些狂热的人不再是一个星球，都能兴奋地知道有一个真正的星球仍然存在，“他说。“现在我们可以去找到这个星球，让太阳系再次有九个行星。”

本文标题为“太阳系中遥远的巨型星球的证据”。

出版物：Konstantin Batygin和Michael E. Brown，“太阳系中遥远的巨星的证据，”天文学期刊“，2016年; DOI：10.3847/0004-6256/151/2/22