有科学家认为,太阳系的第九号行星可能只是一个偏差导致的错觉

有科学家认为,太阳系的第九号行星可能只是一个偏差导致的错觉

首页游戏大全调查模拟器更新时间:2024-04-16

一个假设的神秘行星被认为是造成太阳系外层奇怪轨道的原因,但有科学家认为这只是一个偏差导致的错觉。

根据密歇根大学物理学家凯文·纳皮尔(Kevin Napier)领导领导的一项对极远天体的综合分析表明,行星九可能不存在——因为它存在的证据不存在。相反,天文学家认为行星引力的影响是观测中的选择偏差。

预印本已上传到arXiv,等待同行评审。

2016年,加州理工学院的天文学家康斯坦丁·巴蒂金(Konstantin Batygin)和迈克尔·布朗(Michael Brown)在《天文杂志》上发表论文,为太阳系外围尚未发现的一颗行星奠定了基础。他们说,证据就在远离海王星轨道的其他物体上。

这些对象称为极端跨海王星天体(ETNO)。它们具有巨大的椭圆形轨道,以30个天文单位从未比海王星的轨道更靠近太阳,并且向外摆动超过150个天文单位。

巴蒂金和布朗发现这些轨道在近日点处具有相同的角度,这是他们的轨道中最接近太阳的点。他们进行了一系列的模拟,发现一颗大行星可以这样聚集在轨道上。

根据他们的计算,第九号行星的质量应该是地球质量的五到十倍,绕400个天文单位的距离运行。

因为这个假想的星球如此遥远,而且天空又是如此浩瀚,所以很难找到它。因此,搜索这个行星一直在进行中。

就像第九行星本身很难找到一样,极端跨海王星天体也是如此。这些物体小于行星,因此较暗。当它们离开太阳时,我们没有机会看不到它们。这就是一些天文学家认为存在选择偏见的地方。

研究人员在论文中写道:“由于极端跨海王星天体(ETNO)遵循高度椭圆形的轨道,并且它们的亮度像1 / r4一样下降,因此,几十年内总是在近日点发现它们。”

“此外,在一年中的特定时间,望远镜观测的天空范围有限,深度有限。这些效应导致显著的选择偏差。”

观察到极端跨海王星天体(ETNO)非常困难,这也意味着我们还没有找到几个极端跨海王星天体(ETNO)。巴蒂金和布朗进行的最初模拟仅基于6个极端跨海王星天体(ETNO),这些极端跨海王星天体(ETNO)是从各种具有未公开选择函数的调查中收集;换句话说,任何选择偏差都不清楚。

最近的调查对它们的选择功能进行了细致的研究。而且,虽然没有一项单一的调查发现足够的极端跨海王星天体(ETNO)构成一个全面的统计群体,但综合调查可以让科学家得出更强有力的结论。这就是纳皮尔和他的团队所做的事情。

他们从外太阳系起源调查(OSSOS)中选取了5个天体(之前没有发现集群的证据),从暗能量调查中选取了5个天体,以及由天文学家斯科特·谢泼德(Scott Sheppard)、查德·特鲁希略(Chad Trujillo)和大卫·索伦(David Tholen)发现的4个天体,他们一直领导着对第九颗行星的搜索。

由于这三项调查的目标完全不同,因此它们具有不同的选择函数。所面临的挑战是如何解决这些差异,以便将这些对象有效地组合成一个大型调查。为此,研究小组设计了一个调查模拟器。

“本质上,”他们在论文中写道,“调查模拟器通过使用调查的指向历史、深度和跟踪标准来模拟对太阳系天体模型种群的探测。这使得我们能够计算一项调查对给定种群的选择函数,这使我们能够解释偏差,从而了解真正的潜在种群。”

如果极端跨海王星天体(ETNO)聚类是由物理效应引起的,那么它应该与纳皮尔(Napier)团队分析的较大对象样本保持一致。相反,他们的结果表明,极端跨海王星天体(ETNO)样品与母体在空间中的均匀分布一致。

研究人员小心地指出,这并不意味着没有第九行星。这仅意味着无法从极端跨海王星天体(ETNO)数据推断出行星的存在。没有足够的信息来确认或排除它。

其他证据也表明它的存在。例如,太阳系外部柯伊伯带天体的奇怪倾斜轨道(例如塞德娜),尽管天文学家还对这些行为提出了其他解释。

随着对大量极端跨海王星天体(ETNO)和柯伊伯带(Kuiper Belt)天体的分析,可能会做出更强有力的裁决,这可能意味着等待来自一个更强大的望远镜(如维拉鲁宾天文台)的物体,预计将在今年某个时候开始运行。

同时,对这颗难以捉摸的行星的狂热搜寻带来了一些真正令人惊奇的发现,包括一些可能的矮行星飞向太阳系的外边界,以及一大堆气态巨卫星。

因此,无论第九号星球是否存在,辩论本身对于科学来说都是惊人的——它带来了我们可能从未遇到过的发现。

该研究结果已在预印本网站arXiv.org上发布

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