質量是10個地球、公轉1圈要2萬年!天文學家推測太陽系存在「9號行星」

2016年01月21日 08:11

冥王星(Pluto)在2006年被國際天文學聯合會(IAU)降級為「矮行星」(dwarf planet)之後,許多天文迷仍然對「太陽系九大行星」念念不忘。現在天外飛來好消息,美國加州理工學院(Caltech)的科學家提出豐富證據,顯示在太陽系最遙遠的角落,真的存在第9顆行星!

這顆行星是一顆氣體巨星(gas giant),質量約為地球的10倍、冥王星的4500倍,與海王星(Neptune)相去不遠;很可能有自己的衛星與類似土星的環;近日點距太陽約320億公里(冥王星為73億公里),遠日點則是1600億公里;因為距離實在太遠太遠,它繞太陽一周需要1萬至2萬地球年。

太陽系的「9號行星」運行軌道(Caltech)
太陽系的「9號行星」運行軌道(Caltech)

巴提金(Konstantin Batygin)與布朗(Mike Brown)兩位Caltech教授20日在《天文學期刊》(Astronomical Journal)發表論文,希望各方為這顆「9號行星」(Planet 9)蒐集到直接觀測資料。

換言之,兩位天文學家其實還並沒有直接觀測到「9號行星」,新出爐的推測都來自間接觀測以及數學與電腦模型,但是他們期待5年之內就能透過天文望遠鏡,一睹它的廬山真面目。

太陽系的「9號行星」(Caltech)
太陽系的「9號行星」(Caltech)

布朗表示:「我們大可以安安靜靜,花5年時間上窮碧落,把它找出來。但是與其自己居功,我寧可有人更早發現它。我想親眼看到它、觀察它的型態、理解它的性質;我想這篇論文會有幫助。」

儘管還無法「親眼看到」,但兩位天文學家信心滿滿,巴提金說:「這是150多年以來的第一回,科學家掌握確切證據,顯示我們對太陽系的『星口』統計仍不完整。」上一顆新行星(第8行星)海王星的現身是在1846年,冥王星則是在1930年被發現。

推測太陽系的「9號行星」存在的兩位天文學家布朗(左)與巴提金(Caltech)
推測太陽系的「9號行星」存在的兩位天文學家布朗(左)與巴提金(Caltech)

布朗上一回聲名大噪是在2005年1月5日,從觀測照片發現了一顆近似冥王星的「鬩神星」(Eris),促使IAU在2006新增「矮行星」這個分類,也導致冥王星年慘遭「降級」。許多天文迷因此稱布朗為「冥王星殺手」(Pluto killer),布朗也不以為忤,他的推特(Twitter)帳號就是「@plutokiller」

但是這回布朗堅信,一旦「9號行星」真的現身,它絕對會是一顆貨真價實的行星,因為它不但繞著太陽運行;而且質量夠大,在流體靜力平衡(hydrostatic equilibrium)之下維持渾圓型體;其重力效應也足以「清除鄰近的小天體」(cleared the neighborhood)。相較之下,冥王星其實是海王星的「重力奴隸」(gravitational slave)。

當然,還是有一些天文學家還不打算買帳,包括美國航太總署(NASA)冥王星探測太空船「新視野號」(New Horizons)首席科學家史騰(Alan Stern),他至今仍是冥王星的死忠粉絲,誓言要恢復它的「行星」地位。

史騰說:「每隔幾年就會出現這樣的預測,但至今沒有一個能夠得到觀測證實。如果布朗與巴提金異軍突起,我會非常高興,但是現在我們只能靜觀其變。」

冥王星的藍色天幕、紅色水冰(NASA)
新視野號鏡頭下的冥王星(NASA)

那麼布朗與巴提金到底是怎麼推論「9號行星」的存在呢?最主要的根據就是計算柯伊伯帶(Kuiper Belt)6顆天體的運行,研判它們的軌道顯然受到一顆行星影響。柯伊伯帶位於太陽系最外圍,也是冥王星的家鄉,「新視野號」正在其間漫遊。

巴提金表示:「我們察覺到9號行星的重力效應,顯示它躲藏在太陽系的外圍地帶……這將是劃時代的發現。」

「9號行星」應該是以橢圓形軌道繞行太陽,可能需要太空望遠鏡才能讓它現蹤。但如果它運行到距離地球夠近的地方,地面的業餘天文迷也有希望驚鴻一瞥。至於新視野號,雖然近水樓台,但是位置在「9號行星」背對太陽的一側,因此緣慳一面。

天文學家長期在柯伊伯帶搜尋太陽系的新行星,過去通稱之為「X行星」(Planet X),但布朗與巴提金比較喜歡「9號行星」,因為「X行星」讓人覺得「好像上面有外星人,立馬就要毀滅我們的地球。」

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