地球 研究發(fā)現(xiàn)太陽系的最外面,需有20倍地球質(zhì)量的天體存在
我們太陽系最外面是一個奇怪的地方,那里到處都是冰冷的天體。科羅拉多博爾德大學(xué)科學(xué)家進行了兩項新的研究,可能有助于解釋這些太陽系遙遠星球最大的謎團之一:為什么它們中有這么多并沒有按照應(yīng)該的方式繞太陽轉(zhuǎn)?這些被科學(xué)家稱為“分離物體”的怪異小星體軌道傾斜和彎曲,脫離太陽系平面,還有其他不尋常的行為。
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科羅拉多大學(xué)博爾德分校天體物理和行星科學(xué)系(APS)助理教授安-瑪麗·梅迪根(Ann-Marie Madigan)說:這片太空區(qū)域比銀河系中的恒星和其他可以很好觀察的東西離我們更近,但對我們來說卻是如此未知。一些研究人員提出,可能是一些大天體的原因,比如一顆未被發(fā)現(xiàn)的行星,被稱為“行星9”。但梅迪根和亞歷山大·茲德里克更喜歡考慮更小的問題。
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借助詳盡的計算機模擬,這些分離的天體,可能已經(jīng)擾亂了它們自己的軌道,然后數(shù)百萬年來累積起來的微小引力推動。這些發(fā)現(xiàn)為這個神秘的太空區(qū)域,可能正在發(fā)生的事情提供了一個誘人線索。研究團隊是第一個能夠復(fù)制一切的團隊,包括科學(xué)家多年來看到的所有奇怪軌道異常,其研究成果發(fā)表在在《天文學(xué)》期刊上。研究外太陽系的一大問題是太暗了,通常情況下,觀察這些天體的唯一方法是:
讓太陽光從它們的表面反射出,然后回到在地球上的望遠鏡,顯然這點反射太過于微弱。因此很難了解外太陽系的任何情況,所以有一種假設(shè),認為它是空的,但這片空間遠不是空的。雖然太陽系中大多數(shù)天體傾向于以扁平的圓盤繞太陽運轉(zhuǎn),但這些冰冷世界的軌道可能會像蹺蹺板一樣傾斜。許多星云也傾向于聚集在夜空的一片區(qū)域,有點類似于只指向的指南針。
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研究人員想找出原因,為了做到這一點,求助于超級計算機,比以往任何時候都更詳細地重建或模擬外太陽系的動力學(xué)。研究模擬了一些可能曾經(jīng)存在于太陽系外的東西,還加入了像木星這樣的巨型行星引力影響。在這個過程中,研究發(fā)現(xiàn)了一些不同尋常的東西:模擬的冰狀物體開始像正常情況下一樣繞太陽運行。但后來,隨著時間的推移,它們開始互相推搡。
結(jié)果,它們的軌道變得更加搖晃,直到它們最終與真實物體相似。最引人注目的是,它們都是自己完成的,行星和小行星不需要一顆大行星就能把它們拋到一個圈子里。單獨來看,這些小天體之間的所有引力相互作用都很弱,但如果有足夠的數(shù)量,這就變得很重要了。研究人員在早期的研究中看到了類似模式,但最新結(jié)果提供了迄今為止最詳盡的證據(jù),這些發(fā)現(xiàn)還伴隨著一個很大的預(yù)示。
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為了讓“集體引力”理論發(fā)揮作用,太陽系外部一度需要包含大量的物質(zhì)。需要的天體加起來大約有20個地球質(zhì)量,這在理論上是可能的,但肯定會與一些人所認為的發(fā)生沖突。不管怎樣,科學(xué)家們應(yīng)該很快就會發(fā)現(xiàn),一臺名為維拉·C·魯賓天文臺的新望遠鏡計劃于2022年在智利上線,并將開始為這片未知的太空帶來新曙光。最新人們對外太陽系的迷戀很大程度上與技術(shù)進步有關(guān),所以需要最新一代的望遠鏡來觀察這些天體。
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