今年1月,加州理工学院(Caltech)的研究人员发现,在比冥王星更遥远的地方,太阳系中可能潜藏着另一个行星。不过,当时科学家们并未直接观察到这颗行星,而是根据其他天体的运行轨迹变化得出推断。近日,瑞士伯尔尼大学(University of Bern)的团队将研究推进了一步。研究人员透过电脑模拟技术,推算出这颗可能存在的行星的大小、亮度和温度。目前,这篇论文已被权威天文学期刊《天文学与天体物理学报》(the journal Astronomy and Astrophysics)接受。
这项研究由天体物理学家 Christoph Mordasini 和 Esther Linder 主导。研究人员首先假设“第九颗行星”是天王星和海王星的缩小版,即这颗行星是由氮气和氦气包围的冰冻星球,然后透过行星进化模型,计算出太阳系形成的46亿年中,这颗行星的半径、亮度等参数。
加州理工学院行星天文学教授 Mike Brown 和 Konstantin Batygin 博士曾推测这颗行星的质量是地球的10倍,按照这一数据,伯尔尼大学的研究人员进一步算出其半径是地球的7.5倍,温度则约为零下226摄氏度(零下375华氏度)。
透过我们的研究,‘第九颗行星’现在不只是一团简单的物质,它有了形状和物理形态。
天文学家预计,“第九颗行星”与地球的距离是地球与太阳距离的700倍,即超过1000亿公里,其只能反射极其微弱的太阳光。通过比较不同轨道和大小的行星亮度,伯尔尼大学的研究人员认为,这颗行星的亮度太过微弱,目前已有的天文望远镜难观测到它。
伯尔尼大学的团队假设“第九颗行星”是由与太阳系同等密度的灰尘和气体构成,但也有研究者认为,“第九颗行星”的形成有更多外部因素。瑞典隆德天文台(Lund Observatory)的 Alexander Mustill 表示,这颗遥远的行星可能原本是环绕另一颗恒星的系外行星,但随后被太阳吸引。加州理工学院的研究人员则认为,这颗行星是由太阳系形成早期喷射的气体构成。
起初,研究人员根据位于柯伊伯带(Kuiper belt)的海王星外天体 Sedna 和2012 VP113间的引力情况,推断存在一颗未发现的行星。上个月,外太阳系起源调查计划(OSSOS)宣布在柯伊伯带发现一条天体轨道,这一天体目前被命名为“uo3L91”。Mike Brown 教授认为“这就是第九颗行星所在的位置”。
根据法国蔚蓝海岸天文台(Côte d'Azur Observatory)的 Agnès Fienga 的说法,卡西尼号(Cassini)宇宙飞船的观察结果显示,第九颗行星的存在解释了土星轨道上的重力牵引。