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2016-10-21 太陽奇異傾斜,原來有新第九行星存在?

 
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  自從冥王星被踢出行星家族,改列為矮行星之後,太陽系只有八大行星。加州理工學院(Caltech)的Konstantin Batygin和Mike Brown於2016年提出研究結果,預測太陽系邊境應該有第九行星(Planet Nine),只是尚未被發現;而今,Caltech研究生Elizabeth Bailey等人提出最新觀點,也贊同海王星軌道外的太陽系外圍地區必定有質量不小的第九行星,理由則是:否則太陽自轉軸不會有6度的傾斜角。Bailey等人認為:這顆第九行星的質量很大,且相對於其他行星的軌道傾角也很大,使得整個太陽系被迫緩緩的改變排列方式。

  太陽系中所有行星的軌道幾乎都位在一個平面上,彼此相差只有幾度而已;而這個平面相對於太陽赤道面約有6度的差異,或者說太陽自轉軸相對於其他行星軌道平面,尤其是地球的黃道面的法線方向有約6度的傾斜角。到目前為止,尚無可令眾人信服的理論能解釋太陽為何有如此怪異的樣貌。Mike Brown開玩笑地說:既然沒辦法解釋,所以科學家們最後乾脆裝鴕鳥,就不提這回事了。

  Brown和Batygin提出的第九行星理論,認為這顆行星的大小約為地球的10倍,軌道距離則約為海王星平均距離的20倍,而其軌道平面相對於其他行星的軌道面約有30度的夾角。這些特性都會影響海王星軌道以外的小行星群聚地—古柏帶(Kuiper Belt)中的天體軌道;Brown和Batygin原本認為如果有第九行星的話,應該會位在古柏帶中,而後經電腦模擬後才移往更外圍的區域。

  他們在這個議題上愈研究愈驚訝,因為每當他們仔細的研究第九行星可能的性質時,都會發現他們預期中的第九行星能解釋某些懸宕已久的太陽系之謎。其中,太陽系行星軌道平面傾角之所以成為太陽系謎題之一,是因為根據行星形成途徑:旋轉中的星雲逐漸收縮,而後逐漸形成盤面,行星們一般會在這個盤面中誕生,環繞中央恆星公轉,所以按理來說行星軌道面幾乎與就在太陽赤道面上,應該不會出現傾斜的狀況。

  根據第九行星所在位置和大小,第九行星的角動量對於太陽系有巨大影響。一顆行星的角動量與它的質量及到太陽的距離有關,其所造成的力則會作用在整個太陽系的轉動上。由於太陽系內的其他行星幾乎都位在同一平面上,它們的角動量只會讓整個盤面緩緩的旋轉。

  而第九行星特殊的軌道,施加在整個太陽系後,能對盤面的旋轉造成長達數十億年的擺動。從數學上來說,給定一個假設的第九行星大小和距離後,便可完美符合這個太陽系的6度傾角。

  下一個問題是:第九行星是怎麼形成這樣奇異的軌道的?雖然真相待定,不過Batygin認為這顆行星可能是被鄰近的氣體巨行星如木星等的重力擾動給拋射出去的,或者有可能是在遙遠的過去歷史中,被太陽系鄰近的其他恆星級天體的重力擾動拉扯的結果。

  到目前為止,Brown等人仍持續與全球各處天文學家合作,在夜空中搜尋第九行星的消息。Brown表示:這項工作至少要持續3年以上。

資料來源:http://www.caltech.edu/news/curious-tilt-sun-traced-undiscovered-planet-52710, 2016.10.19, KLC

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