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有证据表明存在第九号行星，但它是如何产生的呢？

时间：2021-11-22 12:25:05 来源：

艺术家对第九号星球的构想。加州理工学院/ R。伤害（IPAC）

新研究调查了“九号行星”及其存在的奥秘。

今年早些时候，科学家提供了第九行星的证据，这是一个海王星质量的行星，它的椭圆轨道距我们的太阳比冥王星远10倍。从那以后，理论家一直对这个星球如何最终进入如此遥远的轨道感到困惑。

哈佛-史密森天体物理学中心（CfA）的天文学家的新研究对许多情况进行了研究，发现其中大多数概率较低。因此，第九行星的存在仍然是一个谜。

CfA天文学家Gongjie Li说：“证据表明第九号行星已经存在，但我们无法确定它是如何产生的。”该论文的主要作者在《天体物理学杂志快报》上被接受发表。

九号行星绕太阳旋转约400亿至1400亿英里，即400-1500天文单位。（天文单位或A.U.是地球到太阳的平均距离，即9300万英里。）这使它远远超出了我们太阳系中的所有其他行星。问题就变成了：它是在那儿形成的，还是在别的地方形成的，然后又以不寻常的轨道着陆？

Li和她的合著者（密歇根大学）Fred Adams进行了数百万次计算机仿真，以考虑三种可能性。第一颗也是最有可能涉及一颗将九号行星向外拖曳的过往恒星。这样的相互作用不仅会推动行星进入更宽的轨道，而且会使该轨道变得更椭圆。而且由于太阳形成了一个由数千个邻居组成的星团，所以这种恒星相遇在我们太阳系的早期历史中更为普遍。

但是，一颗互穿恒星的恒星更有可能将第九号行星完全拉出并将其从太阳系中弹出。李和亚当斯发现，“九号行星”在其当前轨道上的降落充其量只有百分之十的概率。而且，行星必须以不可能的大距离开始。

CfA天文学家Scott Kenyon认为他可以解决这个难题。Kenyon和他的合著者本杰明·布罗姆利（本杰明·布罗姆利（本杰明·布罗姆利），犹他大学）在提交给《天体物理学杂志》的两篇论文中，使用计算机模拟为在宽轨道上形成第九号行星构造了可能的情况。

Kenyon说：“最简单的解决方案是使太阳系产生一个额外的天然气巨人。”

他们建议第九行星靠近太阳，然后与其他天然气巨头，特别是木星和土星相互作用。然后，随着时间的推移，一系列的引力作用就可以将地球推进到更大，更椭圆的轨道上。

“想起来就像把孩子推到秋千上一样。如果您在正确的时间一遍又一遍地推他们，它们会越来越高。” Kenyon解释说。“然后，挑战就不会把行星推得太厉害，以至于无法将其从太阳系中弹出。”

他建议，通过与太阳系气盘的相互作用可以避免这种情况。

Kenyon和Bromley还研究了九号行星实际上是在很远的距离形成的可能性。他们发现，初始磁盘质量和磁盘寿命的正确组合可能会及时产生第九号行星，以使其受到李的过往恒星的推动。

Kenyon指出：“这些方案的优点是，它们可以进行观察测试。”“一个分散的气体巨人看起来像是一个冷的海王星，而一个原地形成的行星将类似于一个没有气体的巨型冥王星。”

李的工作还有助于限制“九号星球”的形成或迁移的时间。太阳出生在星团中，在那里与其他恒星的接触更加频繁。九号行星的宽轨道会使其在此类遭遇中容易被弹射出去。因此，第九行星很可能会是后来者，在太阳离开其诞生星团之后到达其当前轨道。

最后，李和亚当斯研究了两种更可能的可能性：九号行星是一颗从过往恒星系统中捕获的系外行星，或者是一颗自由漂浮的行星，当它靠近我们的太阳系漂移时被捕获。但是，他们得出的结论是，这两种情况的发生率均小于2％。

Li和Adams的论文已被接受在《天体物理学杂志快报》上发表，并可以在线获取。Kenyon和Bromley已通过在线发表的两篇论文向《天体物理学杂志》提交了他们的发现：一篇是关于原位形成的，另一篇是关于气巨散射的。

文件：

使第九行星：重力不稳定的第九号行星在250–750 AU处的卵石吸积：太阳系外星散


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