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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從側面查看太陽系就很明顯,塞德娜及其同族分享自己的黃道,傾斜一個奇怪的角度,與主黃道交叉。在他們2014年的論文中,特魯希略和謝潑德指出,這些天體的相似軌道暗示“可能是一個未知的大質量的干擾體帶領這些天體進入這些類似的軌道結構。”
行星的定義中有一個內在屬性,就是它們有足夠的質量和重力來影響太陽系中的其它天體。當布朗和巴蒂金開始更細致地關注賽德娜、2012 VP113等組成的隊列,他們也開始思考其背后有一種更大的力在組織運作。“我們開始撓頭,”布朗說。“在一年半的長期反復分析后,我們意識到了唯一可能的答案,存在著一顆巨型行星刻畫了這些天體的軌道,迫使這些天體到了一個特別的位置。這顆巨型行星在太陽系非常遙遠的地方。”如果隨機發生,這些天體聚成這樣的隊列的概率只有0.007%。“這可不是一個好的賭注。”巴蒂金說。(譯者注:但布朗和巴蒂金把分析的對象從特魯希略和謝潑德的十幾顆縮減為6顆,令懷疑者擔心他們的結果。)
起初,他們設想有一顆行星的軌道圍繞賽德娜等天體隊列,就像羊群的牧羊人。(天文學家把這個模型稱為“非周期性擾動理論”。)但計算機模擬清楚地表明,那樣的安排不能解釋觀測數據。“我們幾乎放棄了,”巴蒂金說。他們轉而提出了干涉性更強的原動力:一顆巨星行星位于一個偏心軌道上,與這些天體的軌道交叉但以相反方向遠離它們運行。但這樣的安排似乎也太奇特,不太可能。但這允許這樣一種預測:如果確實存在一顆行星有他們所計算的軌道和尺寸,應該有一小類柯伊伯帶天體在它的路徑已經傾斜,通過對哈佛大學小行星中心的數據快速搜索,他們發現,結果準確顯示這些天體就位于它們應該在的地方。
“我根本沒想到,我們能在5分鐘內就作出并確證我們的預測。”布朗說,“這是屬于我的時刻,當我思考完之后,我感到這是一個有趣的項目,太厲害了,這可能是真的,想一想,我的天,我真的發現了一個遙遠的偏心軌道上的引力擾動者,第九大行星真的在那里。”
我問布朗,用行星這個詞稱呼它是否正確。“它是行星,幾乎沒有疑問。”他說,“我們現在所謂的行星,是用引力支配它們的鄰居的那類天體,而冥王星只是被海王星重力支配的奴隸。依地位,這個“9號行星”比太陽系任何已知行星都要支配更多天體,也正是因此,我們可以推斷出它的存在。所以,我們確定這不是一個小的天體,質量至少比地球大10倍,比冥王星大5000倍。在許多方面,你可以說,它比太陽系任何天體都更有資格作為行星。”
布朗和巴蒂金強烈懷疑“9號行星”是太陽系早期的遺物。起初,在40多億年前,我們的太陽是周邊諸多恒星托兒所中孵化的一個,是塵埃和氣體組成的星云。最終,除了太陽,所有的恒星都走丟,當第一批行星——木星、土星、天王星和海王星漸漸形成,星云的殘渣留了下來。起初,這些行星是由冰和巖石構成內核,也許是地球10倍的質量,但木星和土星迅速發展成氣態巨行星。而可能不止這四顆,現在發現的“9號行星”也許就是失敗的一顆,也許它在早期過于靠近其它的行星,而被它們的引力扔到了太陽系遙遠處。“如果它存在,它幾乎可以肯定是木星、土星、天王星和海王星四大組合的第五個成員。”勞克林說。
像“9號行星”這樣的冰巨星在銀河系普遍存在,缺乏這樣的存在,我們的太陽系已經顯得異常,布朗和巴蒂金的發現改變了這一點。“宇宙中最常見的那類行星我們一無所知,因為我們的太陽系中沒有。”布朗說。“現在我們有了一顆,只是我們還不了解它。”勞克林說,“如果這是真的,那是一件大事。因為這是一個和我們靠近直接觀察到的完全不同的世界,但卻是銀河系經常產生、很有代表性的類型。”
當然,還沒有人看到它。“我確實認為它會被發現,我希望是5年內。”布朗說,“無論它的軌道在哪里,都在地球上望遠鏡的觀測范圍內。”如果“9號行星”在近日點附近,許多業余望遠鏡都能隱約看見,很可能目前為止已經被看到過了。而在遠日點,只有一兩個望遠鏡能看到它,如位于夏威夷島莫納克亞山的昴星團望遠鏡。發布論文的原因之一,據布朗說,就是為了加速對它的發現。“我們給大家一個藏寶圖,并說‘看這里’,我想會有很多人來搜索。讓我有點難過的是,我們親自找到它的概率并不高。我真的很想發現它,同時,我真想看到它,親自確認它在那里。”
布朗告訴我,最愉快的事情之一,就是他和巴蒂金在這個項目上的合作。游蕩到對方的辦公室,寫方程式、畫圖、模擬運算,建立了理論和觀測的聯系。“這是很熱烈的,很令人愉快,”他說,“有時他去了別的地方,我坐在我的辦公室會想,他什么時候會進來?他什么時候會進來?然后他就進來了。如果我去他辦公室,他也會如此期待。我想,我們的努力最后都奏效了,我們最后發現了。”
布朗(左)和巴蒂金(右)
在發現第九大行星的新聞公告前一天,勞克林告訴我,他感到緊張。“我擔心它是否真在那里,”他說,“今天早上,我手頭上的任務遇到了些麻煩,我陷入了一種思索,這個太陽系外圍巨大、寒冷的天體或許存在,也或許不存在,”他補充說,“我相信有68.3%的概率它在那里,這個貌似可信又似是而非的可能,完美得令人沮喪,這一種對可能性的強烈意識,也是轉而面對神秘的未知。”難道我們不是都被某個遙遠的、偏心軌道上的干擾者所吸引嗎?給它一個名字吧:上帝、數學、父母、孩子、對真理的追尋、和平或美。“我們沒看到它,”布朗說起“9號行星”,“但我們能感受到它。”
(翻譯:龍科多)
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- 責任編輯:孫武
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