如何評價科學家發現太陽系存在巨行星的證據?

文章來自科學雜誌:Astronomers say a Neptune-sized planet lurks beyond Pluto
The solar system appears to have a new ninth planet. Today, two scientists announced evidence that a body nearly the size of Neptune—but as yet unseen—orbits the sun every 15,000 years. During the solar system』s infancy 4.5 billion years ago, they say, the giant planet was knocked out of the planet-forming region near the sun. Slowed down by gas, the planet settled into a distant elliptical orbit, where it still lurks today.

論文出處:EVIDENCE FOR A DISTANT GIANT PLANET IN THE SOLAR SYSTEM


下午回答了個差不多的,這裡根據問題略改一下吧

你怎麼看待第九行星的研究發現及其可能影響? - haibaraemily 的回答

2016年3月最新進展 如何解讀柯依伯帶天體 uo3L91 被發現的消息? - haibaraemily 的回答

1. 到底發生了神馬?


2016年1月20日,美國加州理工大學(Caltech)Batygin and Brown團隊在The Astronomical Journal(AJ)上發表了一篇論文: EVIDENCE FOR A DISTANT GIANT PLANET IN THE SOLAR SYSTEM 《太陽系遠處存在巨行星的證據》。(試了一下,貌似不是校園網沒有買版權也可以正常下載的)


↓截止到20160123這篇paper的下載量已經超過20w了,Batygin and Brown團隊恐成最大贏家2333333

2. 這篇文章講了啥?

Trujillo and Sheppard團隊(2014)(←_←注意下他們一會還要出鏡的) 在研究2012VP113的時候注意到柯伊伯帶(Kuiper Belt objects, KBOs)的一些矮行星和其他小的冰質星體的軌道傾向於聚集到一起(cluster together)。Batygin and Brown團隊通過分析這些軌道,認為這個現象出於偶然的概率僅有0.007%,也就是說,有99.993%的概率可以認為這個現象是由於某種機制的影響。在此基礎上,該團隊預測了「一個可能隱藏在冥王星以外軌道的之前未被發現的巨行星Planet X」的存在來解釋柯伊伯帶這些星體的軌道異常,並通過數學建模估算Planet X質量約10 個地球質量,距太陽最近距離為 200 個天文單位(AUs),最遠約600-1200AUs,平均距離約為海王星到太陽的20倍,軌道周期約1-2 萬年。


↓ Planet X的理論軌道(紅線那個),注意1) Sedna,2004 VN112,2007 TG422,2010 GB174,2012 VP113,2013 RFS98這七個星體的軌道,它們都是大離心率軌道,但卻在右邊近日點附近有明顯的聚攏趨勢,因此Batygin and Brown猜測有一個大星體在吸引它們影響它們的軌道;2)這貨軌道離心率有多大,相對於其他八大行星距太陽有多遠(小藍圈是中間那個小圈的放大圖,八大行星都在內圈,藍色的環是柯伊伯帶);3)紅色區域為根據計算的軌道鎖定的Subaru望遠鏡的搜索範圍

(DATA) JPL; BATYGIN AND BROWN/CALTECH; (DIAGRAM) A. CUADRA/SCIENCE

* 關於Mike Brown


美國加州理工大學(Caltech)Batygin and Brown團隊……這個名字怎麼這麼眼熟啊?


Long long ago,那還是十多年前,當冥王星還是九大行星的時候。由於冥王星在軌道、大小各個方面的與眾不同,再加上1992年柯伊伯帶的發現,關於冥王星是否是行星的爭議愈演愈烈,越來越多的科學家認為冥王星不是行星而只是柯伊伯帶的星體之一。最後的臨門一腳來自Mike Brown。2005年,Brown團隊發現了矮行星Eris。Eris的大小和冥王星Pluto差不多,質量還比Pluto大27%,再加上上面一張軌道圖裡面之前發現的Sedna(也是Brown團隊2003年發現的orz)等其他質量大小差不多量級的星體,如果冥王星是行星,其他這些豈不是都是行星?


PS:我發現Brown團隊2003年2005年發現Sedna和Eris那會,Trujillo也在這個團隊啊,到2014年發現2012VP113的時候,Trujillo已經跟Sheppard一個團隊了啊……怎麼轉來轉去都是他們幾個,貴圈真亂→_→


↓ 注意Eris的大小

這一發現直接導致2006年的國際天文聯會(IAU)對「行星」的重新定義(Definition of planet),太陽系內的行星必須滿足:

1) 以太陽為公轉軌道中心;

2) 有足夠的質量來維持靜力學平衡(說人話就是,形狀是個球);

3) 有足夠的引力清除周圍軌道的其他星體(衛星不算)。

而只能滿足1)和2)的非衛星星體只能叫做「矮行星」。於是從此冥王星被正式驅逐出太陽系九大行星的行列,成為柯伊伯帶眾多矮行星的一員。


2010年,Mike Brown童鞋根據這段經歷出版了一本暢銷書 How I Killed Pluto and Why It Had It Coming

3. NASA的報道里回答了幾個常見問題


這顆行星是什麼時候發現的?

Planet X還沒有被發現,而且它是否存在在科學界依然存在爭議。1月20日發表的論文的預測是基於數學建模的結果


這顆行星的名字是什麼?

Batygin和Brown稱他們預測的這顆星體為「Planet Nine」,但實際上一顆星體的命名權屬於這顆星體的實際發現者。在人類過去漫長的搜尋歷程中,人們稱這顆海王星以外的星體為「Planet X」。
若這顆預測中的星體被觀測發現,它的名字必須經過國際天文聯會的批准。一般來說行星是以羅馬神話的諸神命名的。

下一步要做什麼?

天文學家們,包括Batygin and Brown團隊,都將開始使用世界最先進的望遠鏡在其預測的軌道上搜尋這顆星體。任何離太陽很遠的星體都是信號很弱非常難以探測到的,但天文學家的計算結果表示目前的望遠鏡水平是可能觀測到的。
Brown表示:「不管是我們還是其他團隊發現了這顆星體,我都會非常開心。這是我們發表這篇文章的原因。我們希望其他人和我們一起加入到這場振奮人心的搜尋之中。」

最重要的一點:

The announcement does not mean there is a new planet in our solar system.

人家寫的很清楚,目前雖然有很大概率理論上認為是有Planet X的存在,但實際上還沒有得到觀測結果,並不能認為是真的發現了!也就是這顆行星的存在,大小,周期,所有都還是理論上的。

4. Science的報道關於下一步的搜尋工作做了更詳細的介紹

關於去哪裡搜尋這顆行星,科學家們是有很多idea的,但儘管這樣還是很困難。因為軌道高度離心的星體在靠近太陽附近的時候速度最快,Planet X只能在距太陽200AU距離處停留非常短的時間。而且Brown表示,如果Planet X已經在那個位置了,那麼這麼亮的星體天文學家們可能已經觀測到過了。
相反,Planet X將在遠日點停留最久的時間,大部分望遠鏡都有能力在那個距離觀測到一個暗的星體,如哈勃望遠鏡或者夏威夷10m口徑的Keck望遠鏡,但這些望遠鏡的視野那麼小,在這麼大的範圍內尋找一個這麼小的暗的物體,難度如同大海撈針。
希望來了,日本位於夏威夷島的8m口徑的Subaru望遠鏡(すばる望遠鏡)有足夠的聚光能力可以探測到信號微弱的星體,加上它巨大的視野(Keck望遠鏡的75倍以上),或許可以大大提高搜尋力。Batygin and Brown團隊,以及其他競爭者們, Sheppard and Trujillo團隊(感覺被這倆團隊承包了……),都正在使用Subaru望遠鏡進行搜尋。Brown表示,這兩個團隊花費大約5年時間可以搜尋完Planet X可能潛伏的絕大多數區域。

也就是說5年內我們應該可以看到結果,但5年也只是理論上的5年內沒有找到也不能斷言不存在

5. 結語


發現其他已知星體的軌道異常→假設新星體的存在,通過計算其重力對其他星體軌道的影響計算出可能的大小質量軌道和周期→鎖定某個時間大致出沒的位置,望遠鏡地毯式搜索→海王星和冥王星的發現(發現歷史參見 @劉博洋 童鞋的專欄 八卦天文學:你好,冥王星)。


Planet X目前也是這個節奏。

不要著急,我們還要慢慢等待~

NASA行星科學Director,Jim Green關於這個發現所說的這段話我很喜歡:「發現問題,獨立的理論計算和確認問題,尋求可能的解釋,展開討論,這是科學應當遵循的批判性思考(critical thinking)準則如果Planet X真的存在,我們會一起找到它,如果沒有找到,我們也會考慮其他的可能性來解釋這些軌道異常。

這就是科學。

PS:評論區對Jim Green這個名字好在意啊,補張圖,證明我真的沒有騙你們555555……

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以上新聞信息來源:

  1. Science的新聞 Astronomers say a Neptune-sized planet lurks beyond Pluto 也就是 @山醒 解釋的內容
  2. Caltech的新聞 Caltech Researchers Find Evidence of a Real Ninth Planet
  3. NASA的新聞 Hypothetical "Planet X": In Depth

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本文同步更新於個人微信號twinkle_crystal_ball(為保護版權之用,不用關注),未經許可嚴禁轉載~


現在只是通過理論計算預測的一個結果,要確定這顆行星的存在,也要通過天文學觀測法、通過成像法,去產生。不然這麼早就說發現,會不會給人一種硬點的感覺?

但是!
假如在不久的將來我們真的觀測到了這個行星的存在,並且如同計算模擬的一樣,質量約為10倍地球質量,軌道周期為15000~20000年,我想會是個很吼的發現。
不是因為我們發現了太陽系的另一顆行星,而是因為這個發現可能將給現有的行星形成理論帶來挑戰
10倍地球質量的類地行星,現有的理論能否支持它從行星盤內部區域遷移到這麼遠的軌道上?(系外行星中發現的超級地球大多很靠近主星,符合行星形成理論,但也有個別比如hr8799的四個行星和本次預測的比較像,行星形成理論不好解釋)如果不能的話,在這麼遠的軌道上要形成10倍地球質量的行星,有沒有足夠的物質使得它凝結?現有的行星演化模型需要做出解釋或修正。


現在還不能說「發現第九顆行星」,只是「發現第九顆行星存在的證據(evidence)」。(順便:去搜一下這個新聞,看媒體的標題里有沒有「evidence」這個詞基本上就能分出來這是個嚴肅媒體還是個娛樂媒體。)

只是通過對已知的一些柯伊伯帶天體的軌道參數分析認為,這樣的軌道分布幾乎不可能是偶然形成的,然後解釋這個現象的一個解決方案是設想有一個「distant perturber」在擾動。但是現在還完全沒有直接成像觀測到這顆設想中的第九顆行星。


首先明確一點,我們還不能確定這顆行星到底存在不存在,但是科學界對此的看法是非常樂觀的。啥算非常樂觀呢?就是我非常願意出個千兒八百的跟你賭這行星十年之內就能被發現。接下來我們來看看這次的研究都幹了點啥:

很早以前有人觀測到了一些現象,大家覺得這些現象不對勁,於是需要找個理由解釋這些不對勁的現象。之前的小夥子們編了不少故事提了不少理論,但是最後一算數發現總是對不上觀測的結果。但是這次的故事編的不錯,拿出來算一算數發現差不多對上了,還順便解釋了不少之前沒能解釋的其他問題。所以我們大膽宣稱,這次的故事很有可能就是事實。

這就是90%以上的theoretical astrophysics paper的框架。看起來沒什麼奇怪的,不是么?只不過這一次這個最成功的故事(對於不怎麼熟悉天文的大眾來說)有點反直覺。但是如果你對這個領域比較熟悉,你會發現,其實太陽系裡多出一顆奇怪的行星好像也沒什麼不自然的……

先來看看這顆行星X如果存在為什麼不是什麼很奇怪的事。首先,小朋友們可能會問了,為什麼我們沒看見過這貨呢?其實答案很簡單:太遠了。我們來看看大家廣泛引用的這張圖:

紅線就是現在估計的行星X的軌道(當然誤差是很大的,但是數量級基本不會錯)。聰明的小朋友們可以來看一下圖中央的這個小藍圈……它放大了以後是圖右上那個樣子的。也就是說,我們現在知道的八大行星(加上可憐的冥王星),都在這個圈裡面。所以說,如果不仔細找的話,這麼一顆行星X被無視了幾十年也沒什麼不科學的。順便提一句,我們之所以能看到許多比行星X還遠得多的恆星,是因為恆星們發光……但是X可沒有這個功能,只能弱弱的反射一點太陽光。至於系外行星的觀測,大部分都是間接觀測(通過凌日(transit),徑向速度(radial velocity)等手段),極少數的直接觀測也是因為行星剛形成的時候熱到足以發光(請自行腦補白熾燈),而像X這麼老的行星是不可能還熱到足以發光的。

當然,也正是因為X這麼遠,它對於地球之類的地方是不會有什麼影響的……所以nibiru之類的說法可以歇歇了。


那X(再說一遍,如果它存在)又為什麼會出現在一個這麼奇怪的軌道上呢?在討論這個之前,我們首先迅速的複習一下行星形成的基本原理:

當恆星剛剛誕生的時候,它周圍有一個原行星盤(protoplanetary disk, 這些名詞的中文翻譯真是……拗口),裡面基本是氣體和塵埃。之後在漫長的歲月里,小塵埃變成大塵埃(參考兩個月沒打掃的客廳牆角),又變成了特別大的塵埃(並不),最後滾成了一顆行星核。在這個過程中盤裡的氣體也在逐漸消失,有的進入了恆星,有的散在太空里,有的積在行星表面成為大氣層。

至於這回的行星X,我們八成是不能指望它就是在現在的軌道上形成(in-situ formation)的,因為盤到了離太陽這麼遠的地方已經稀薄到不剩什麼東西了。一個比較合理的故事是,X先在太陽系的內層生成,之後因為其它行星的擾動而變得不穩定,被射出了太陽系的內層。它本來應該就這樣飛離太陽系,但是因為盤中殘留的氣體的阻力減慢了它的速度,最後留在了這樣的一條遠而橢的軌道上。當然這個故事的細節還有很多需要進一步研究的地方,但是鑒於我們本來就對行星的形成過程中的一些細節非常不了解(對,我們至今還是沒能完美的解釋為什麼行星會存在……),也就無從判斷這個故事到底有沒有什麼不能自洽的地方;不過根據我們現在對系外行星的觀測,我們基本可以相信用這種方法改變一顆行星的軌道沒什麼太稀奇的。也就是說,這條看似欽點的軌道,其實,可以是符合基本法,符合太陽系人民的民意的。


一般人會感興趣的事說完了,最後再說說這次的這個故事想要解決的問題是什麼。柯伊伯帶大家可能都聽說過,就是海王星外面的一個小行星帶。我們已經觀測到了很多這個小行星帶里的小行星,大家的軌道長得可以說是千奇百怪……但在不同方向的分布是很均勻的。然而,對於我們所能觀測到的最遠的(半長軸250AU以上)幾個小行星,事情就不一樣了:它們的軌道離心率都很大,而且方向是對齊的。之前那張圖裡的黑色橢圓就是這些小行星的軌道。離心率大這一點沒什麼讓人意外的地方,畢竟離心率大近日點就近就更容易看到。但是令人驚訝的是觀測到的全部六個離心率這麼高,軌道這麼遠的小行星都擠在差不多同一個方向。於是大家都忙著編故事解釋為什麼會有這樣的觀測結果……而在眾多故事中脫穎而出的就是這個行星X的故事啦。


本來還打算寫寫這次的研究到底是怎麼解釋了這個問題……但是需要解釋的基礎知識太多了,比翻譯paper還麻煩,並不是很想寫……就先到這裡了。如果大家對這項研究有什麼感興趣的問題歡迎提,我以後沒準會來更一下。


如果有也是做這個領域的小夥伴的話推薦看一下這篇paper;真的是讀過的都說好。至於那篇science上的新聞文章,我只想說……我真的並不是很感興趣兩位作者的內心世界。(不過這兩隻去年就做完了research交了paper然後直到paper通過前都一直瞞著圈內的大部分人也是有心機……)


這顆行星應該與柯伊伯帶的天體不一樣,估計有十個地球質量大小,應該在離太陽更近的位置形成,與其他巨行星之間複雜的動力學作用,偏心率被激發變大。但在直接成像觀測到其存在前,一切都是假說。


和海王星一樣,這也是筆尖上計算出來的行星,只是海王星很快就被發現了,而且海王星的發現和天王星的軌道計算與觀測有很大關係,而X行星則是分析6個外太陽系(這裡打個問號,怎麼定義系外?)小天體的軌道參數,公轉傾角接近一致,然後模擬計算推測這樣的概率很小,解釋就是有X行星的存在影響,但又有科學家表示,僅分析6個是不科學的,只要沒有觀測到,X行星還是個未知數,只是算出來他的科學家布朗對此很確定,這個很有意思,布朗就是那個把冥王星拉下台的人,他還為此寫了一本書叫做《我是如何殺死了冥王星》,英文書名叫做《How I Killed Pluto》,我在想,這時候的冥王星會怎麼想,你們不帶這樣玩我的

幸好,去年的新視野號飛抵冥王星,還算是好一點,證明地球人並沒有忘記它,可是這剛剛感覺到一點溫暖,就如同寒流南下一樣,瞬間凍碎了冥王星的玻璃心

提出第九大行星的兩位科學家,左麥克·布朗,右康斯坦丁·巴特金

X行星推測距離地球很遠,軌道比海王星軌道原20倍,公轉一圈要一萬多年,即使存在,因為距離太陽太遠反射暗淡的光,很難被地球上的望遠鏡發現,布朗也說等到2021年智利的「大麥哲倫望遠鏡」(世界最大天文望遠鏡)建成時,能夠捕捉到X行星的蹤影。

所以,可不可能是為了加快望遠鏡建設出來而提出的一個看似科學有數據支持的假想呢?(我瞎猜的)


可參考我翻譯的一則新聞報道。

《紐約客》雜誌:殺死了冥王星,他又找到了繼任者?

【美國科學家周三宣布,在太陽系發現了「第九大行星」。一石激起千層浪,引發科學界不少質疑。

美國國家航空航天局首席科學家在接受BBC採訪時表示,開普勒望遠鏡鑒別出5000多顆類似超級地球的行星,但是沒有一顆大小介於地球和海王星之間。

發現了柯伊伯帶的行星科學家戴夫·朱伊特(Dave Jewitt)則指出,這顆行星的存在在統計顯著性上達到了3.8個標準差,雖然夠得上需要嚴肅對待的標準,卻還達不到諸如粒子物理學領域所要求的5個標準差的水平。美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的朱伊特也擔心,他見過太多3個標準差的結果後來都消失不見了。

NASA的廣域紅外巡天探測者(WISE)則已經排除了距離太陽10000天文單位以內比土星更大的行星存在的可能性,只給這顆更小的「9號行星」留下一絲希望。

完成這一發現的天文學家之一邁克·布朗,正是將冥王星逐出行星隊伍的「殺手」,也曾誤將自己發現的鬩神星視為太陽系第十大行星。這一次,是什麼又鼓起了他的勇氣,喚起了他的希望?著名的《紐約客》雜誌在第一時間刊登了高級編輯阿蘭·柏狄克(Alan Burdick)的報道,講述了這個故事。】

幾年前,邁克·布朗(Mike Brown)發現了太陽系的第十個行星。那是在2005年,這位加州理工學院的天文學家發現了一個被正式命名為鬩神星(Eris)的天體(他更喜歡Xena這個昵稱)。鬩神星和冥王星一樣大,它圍繞太陽的距離則是冥王星的三倍,當時冥王星還被認為是行星。但鬩神星的存在提出了棘手的問題,如:什麼才是真正的行星?如果鬩神星是行星,為什麼其它圍繞太陽運轉的小天體不是?最終,國際天文學聯合會將鬩神星歸為矮行星——「不完全是行星」的一個婉轉說法——而在布朗的促使下,冥王星也被降級了。太陽系目前只剩下八大行星,而不是十個。布朗仍然會收到想念有九大行星的人們寄來的信件,乃至深夜騷擾電話,但他並不後悔。2010年,他寫了一本書叫《我是怎麼殺了冥王星的,為什麼這是它自找的》。上周,他告訴我,「十年前,當這一切發生,人們會說:『是否還有其它的行星?』我會說:『不會,就是這樣,只有八大行星,我們將永遠不會有更多。』」

布朗現在認為他錯了。1月20日,在《天文學雜誌》,布朗和他的同事巴蒂金(Konstantin Batygin)發表了一篇題為《太陽系一顆遙遠的巨型行星的證據》的論文,其中他們提出了令人信服的理由,說明第九大行星確實存在。他們沒有直接觀測到它,只是根據少數遙遠的天體受到其引力的影響,推斷出它的存在。在一年的觀測、計算和計算機模擬後,布朗和巴蒂金寫道:「我們揭示了一個遙遠的、偏心軌道上的干擾者的存在。」

據他們確定,這個干擾者的質量是地球的10倍,大約海王星質量的一半,而且確實很遙遠。它運行在一個橢圓軌道上,而距離太陽不少於250天文單位(1個天文單位是地球到太陽的距離,木星到太陽的距離大約是5個天文單位,冥王星到太陽則是近40個天文單位)。在遠日點,這顆新行星大概有600-1200天文單位那麼遠。它要花12000-20000年才能繞太陽一圈。這是一顆巨大的冰星,孤獨的流浪者和太陽系外圍的引力霸主,布朗和巴蒂金稱它為第九行星,約沙王(猶太國王)和喬治。「實際上我們彼此談論時會叫它胖子」,布朗說。

布朗承認,天文學的歷史上充斥著虛假的希望。法國數學家勒威耶正確預測了海王星的存在,在1846年,他還預測太陽和水星之間運行著一顆行星,他稱之為火神,最後被證明並不存在。每隔幾年,就有人宣布X行星的發現,如某個大型天體,被伽利略和他四個世紀的後人們錯過。「如果有人只是拿起報紙讀了一下標題,第一反應會是,天啊,這些人瘋了,」布朗談到他和巴蒂金的發現時表示,「但如果有人再看著證據,他們就很難不同意證據就在那裡。」

加州大學聖克魯茲分校的天文學家格雷格·勞克林(Greg Laughlin)是少數提前知道這篇論文的人,他說:「這是一個非常堅實的動力學分析,這是一流的。如果是別人這麼聲明,你不得不打個折扣,最多1%的可能是真的。但這是邁克·布朗的組合,他有相當紮實的觀測能力,而巴蒂金是理論天才,如果它確實在那裡,那麼他們已經發現了它。」《天文學雜誌》的審稿人,法國天文學家和行星科學家亞歷山德羅·莫比德利(Alessandro Morbidelli)則說:「本文首次給出了存在另一顆行星的確鑿證據。」

第九大行星的可能性擴展了近幾十年來我們關於太陽系的知識。1992年,天文學家觀測到柯伊伯帶的第一個證據,它含有至少1000個冰冷天體,繞太陽運行的距離為30-50個天文單位。同年,天體物理學家開始計劃前往冥王星(技術上說,本身也是一個柯伊伯帶成員)的任務,宇宙飛船最終被稱為「新視野號」,去年7月到達目的地。冥王星與其說是終點,不如說是開始。在此期間,布朗和他的同事查德·特魯希略(Chad Trujillo)和大衛·拉比諾維茨(David Rabinowitz)發現了「賽德娜」(Sedna),柯伊伯帶外一個有偏心軌道的小型冰冷天體,距離太陽不少於76個天文單位(譯者註:賽德娜是太陽系內目前已知的距離太陽最遙遠的矮行星),其遠日點則浪跡在超過900個天文單位那麼遙遠。「我們對賽德娜的發現是第一個線索。」布朗說,「這是第一個不太符合任何現有類別的天體。」

賽德娜通常被認為是一個極端的柯伊伯帶天體,儘管布朗也把它放在奧爾特雲(Oort Cloud),這是太陽系中另一個冰物質碎片的蓄水池,被認為佔據了太陽系的最邊緣。其它幾個類似的天體後來也出現了,如2012 VP113,這是特魯希略(Trujillo)和同事斯科特·謝潑德(Scott Shepard)兩年前發現的(他們取的綽號是「拜登」),這些花了他們許多時間的天體如此遙遠,只有少數在我們的一生中可以被看見。在這些已經被看到的天體中,引人注目的是它們的軌道排列是如此緊密。繪製太陽系時,你可能會從頂部查看下來,也就是垂直於黃道——行星軌道所在的平面。海王星和它軌道內的所有行星都在一個小圈內,賽德娜和其它極端柯伊伯帶天體散開在一邊,它們的近日點重疊在一起。

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緻地關注賽德娜、2012 VP113等組成的隊列,他們也開始思考其背後有一種更大的力在組織運作。「我們開始撓頭,」布朗說。「在一年半的長期反覆分析後,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。(譯者註: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:一顆巨星行星位於一個偏心軌道上,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於它們應該在的地方。

「我根本沒想到,我們能在5分鐘內就作出並確證我們的預測。」布朗說,「這是屬於我的時刻,當我思考完之後,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裡。」

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恆星託兒所中孵化的一個,是塵埃和氣體組成的星雲。最終,除了太陽,所有的恆星都走丟,當第一批行星——木星、土星、天王星和海王星漸漸形成,星雲的殘渣留了下來。起初,這些行星是由冰和岩石構成內核,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,也許它在早期過於靠近其它的行星,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,「無論它的軌道在哪裡,都在地球上望遠鏡的觀測範圍內。」如果「9號行星」在近日點附近,許多業餘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,如位於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,並說『看這裡』,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並不高。我真的很想發現它,同時,我真想看到它,親自確認它在那裡。」

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。遊盪到對方的辦公室,寫方程式、畫圖、模擬運算,建立了理論和觀測的聯繫。「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,他什麼時候會進來?他什麼時候會進來?然後他就進來了。如果我去他辦公室,他也會如此期待。我想,我們的努力最後都奏效了,我們最後發現了。」

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裡,」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%的概率它在那裡,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。」


樓上有人說沒有什麼學術上的意義這一點我不是很同意。在這種距離發現這麼大的行星(如果將來真的確認存在)對行星形成與演化的理論無疑是十分重要的觀測資料(甚至對現有的行星形成理論會造成很大的衝擊)


人類用了上千萬年的時間,站了起來,用了上千年的時間,飛了起來,用了上百年的時間,離開了地球,又用了幾十年的時間,到達了月球。然而,正當人類準備雄心勃勃的征服火星的時候,大災難卻發生了。

「隨著人類活動疆域的不斷擴大,薩爾摩爾人的觀測站也在不斷的更新。」阿萊克斯說道,「這已經是第七個人類觀測站了,也是距離地球最遠的一個觀測站,默默的在太陽系的邊緣上徘徊。人類完全沒有察覺到它的存在,也許懷疑過。人類科學家通過對太陽系行星軌道的計算,發現理論數據和實際的運行存在著微小的偏差,這種偏差,只能是一顆未知的太陽系行星造成的,也就是被人類稱為神秘的第十行星。但是人類找不到它,哪怕是人類最先進的外太空哈博望遠鏡也無法發現它的一絲光輝。」

唐風的面前,牆壁又消失了,黑暗而深邃的宇宙再次出現在了他的面前。

「你是第一個,有幸可以用肉眼看到他的人。因為現在它想被人類看到。」

唐風屏住了呼吸。在他的面前,一個巨大的球體正懸掛在太空的正中央。它是那麼大,那麼圓,一個完美無比的球體,比任何用圓規畫出來的幾何圓形還要規整。這個球體出現在宇宙中,實在是個不可思議的奇蹟,至少對人類來說,它的形狀,毫無爭議的決定了它必然是個人工製造的物體,因為宇宙不可能孕育出如此完美的形狀。但是它又是那麼的巨大,由於離的近,甚至讓人產生了壓抑的感覺,同時又十分的敬畏,人類是無法製造出質量如此龐大的人工物體的,就連想像也不可能。在它的面前,一切語言瞬間都失去了意義,變得蒼白,那個正在默默自轉的球體本身就能說明一切:科技、心血、力量和奇蹟……

唐風喘了一口氣,手放在胸口,說不出話來。

那個球體散發著微弱的光芒,就像金屬一樣光華的表面,找不到一絲的突起或者是凹陷,平滑的如同在最精密的車床上研磨出來的一樣。離的近了,唐風感到自己的視野已經完全被它淹沒,宇宙消失在它的背後,面前只是一片金屬的海洋,充斥著視覺的每一個角落。球體開始發出了一點不同的光芒,幾乎看不清楚,從中心向四周輻射出去,很快遍布了整個球體,然後消失在背後。這種光線持續著有規律的脈衝,而它的中心開始出現了一個如同針孔般細小的黑洞,飛船的方向正是對著那個地方。

「歡迎來到薩爾摩爾人觀測站,人類。」阿萊克斯說道。飛船開始加速了,那個小小的黑洞越來越大,隨著距離的接近,唐風發現那是一個寬闊的入口,光線正是從那裡面向外散發出來的。唐風感到自己似乎正在被這個洞口往裡吸,飛船緩緩的靠近,金屬的海洋向後退去,取代的是通道深邃的黑色,直到唐風的整個視野被那種黑色包圍。好寬闊的一個隧道,唐風估計那隧道的直徑要超過十公里。直到最後,周圍完全陷入了一片黑暗,真正的黑暗之中。

燈光開始亮了起來,圖象消失了,唐風發現自己依然還在飛船的金屬艙室中。

「我們到了嗎?」唐風問道。

「是的。」阿萊克斯說道。

唐風估計了一下時間,從地球到這裡,大概只用了十分鐘左右的時間。

「我們現在在哪裡?」

「比冥王星軌道直徑還要寬一倍的同步太陽軌道上。」阿萊克斯說道,「在這裡觀察人類無疑是最合適的。」

「我還是不明白,」唐風說道,「人類已經可以觀察到幾百光年外的世界,為什麼不會發現這個巨大的人造天體呢?」

「薩爾摩爾人不想被人類發現,巧妙的避開了人類的視線。」

-------摘自《尋找人類》第十五章。


不是做天文的,但看了一下論文!不知道是否還可以有別的解釋,似乎覺得對柯伊伯帶天體軌道分布的解釋應該還有別的可能。而這個第9大行星的解釋應該只是其中一種。


……什麼叫如何評價
發現了就發現了唄,可喜可賀,僅此而已……又沒啥特別重要的學術意義……圖個樂子罷了……
剪刀說的對,這種發現就屬於科學界的八卦新聞……發現了大家可以高興一陣子,然而並沒有太大的卵用……


謝邀。
一切都是推測。現在還沒法觀測到。
不過有句話,我很同意,大意是:「我們以為已經觀測到了太陽系的邊界,其實我們連它的手都沒摸到。」
宇宙廣闊,超乎想像。


該行星表面完全光滑 科學家們用最先進的儀器也無法觀察到該行星表面有任何的起伏

快跑啊


補一張來自題目鏈接里的圖,順便八卦一下
這個軌道看起來還真跟某些陰謀論紀錄片里腦補的Niburu軌道挺像的。。如果這樣的行星存在,它運行到近日點的時候,會不會真的對地球生態圈造成影響呢0 0?


現在只是有可能存在而已。科學家檢驗了幾個太陽系小天體的公轉軌道,發現他們的軌道很特別,而出現這種現象的概率很低,只有0.07%,因而懷疑有一顆行星的存在。
不過,在這麼遙遠的地方,原始太陽星雲的物質應該已經少到不可能凝結成一個大行星(估計質量為~10倍地球質量)。如果這顆行星存在的話,要麼它不是在此處形成(例如,在內太陽系形成,但在行星軌道遷移的過程中被拋射了出去),要麼現有的太陽系行星系統演化模型就需要修改。


如果一條軌道上有個巨無霸,那麼,和這條軌道有交集的其它小個子,總有一天會倒大霉,被這個巨無霸給吃掉.

但是也有特殊情況,小行星的軌道雖然和巨無霸有交叉,但是運行周期就那麼巧可以避開巨無霸,那它們就會一直存活.我們已經發現了這麼幾顆小行星,它們的軌道很有規律性,像是被一顆巨無霸清空後剩餘的.所以我們就認為,應該有一顆尚未發現的巨無霸...


這就好比我們看到了一個影子,雖然我們暫時找不到是誰遮擋了光源,但卻依然相信它存在。


不會是傳說中的復仇女神吧?


回答一些不一樣的,也許大家都看過了。之前說的Nibiru,復仇女神,死亡十字等等,描述的是否是目前發現的並不肯定,通過計算得出的大小質量相差有些,但軌道已經很相似。根據蘇美爾所發現的石板記錄,這個大傢伙公轉周期大約是3600年,也就是說,每過3600年,他就會從外面穿過一個個「九大行星」到達我們這個太陽系的內部,記得沒錯應該是火星外,如果記錄沒錯,下一次近日點應該在26XX-27XX年,我也許看不到了

這顆所謂太陽系的「第十二個天體」在石板上的記錄,似乎是我們這顆藍色生命的真正創造者,也是導致火木之間小行星帶的始作俑者。歌頌創世神的石板大概得說,神管著九個小神,就是八個行星一個太陽,他很滿意的一年逛一圈看著自己的地盤,有一天,有個叫提亞馬特的小神想造反,就叫他進來:尼比魯,我叫你一聲你敢答應嗎?!這個神就不高興了,他氣呼呼的衝過外面幾個,直接面對挑釁的提亞馬特,但老大一般先不出手,他身邊有幾個小弟,有個自告奮勇沖了過去,這個提亞馬特看起來是練過幾下子,一閃身躲過了第一個,結果沒練到家,和第二個撞了滿懷,結果,兩個傢伙頭破血流,哦不,是粉身碎骨了。提亞馬特的一半被撞碎了,真是粉碎,變成了小行星帶,另一半,這有點扯,和第二個小弟合體了。。。我忘了石板怎麼說了,好像第二個小弟水比較多,合體之後變成了水超過70%的一個藍色的傢伙,哈哈,就是我們的蓋亞媽媽。哦對,就叫蓋亞。還有個叫金古的小子,好像和提亞馬特關係不錯,看到自己兄弟掛了,也上頭了,抄傢伙沖了上去,我忘記他怎麼死的了。。。反正就變成了月球。。。這個挑戰失敗之後,大家都不敢再去冒頭造反,神很滿意,他發現新合體的傢伙是個美女,就想騷擾她,繞了幾圈之後, 他就把身上的小蝌蚪弄到了蓋亞身上,哦不是不是,尼比魯上的人,叫「阿努納奇」,石板上說,他們自己濫砍濫伐,破壞環境,所以大氣層已經好幾個空洞,馬上就缺氧了,他們的闊學家,研究出,往大氣層里打金離子,可以救自己。他們說,那個新的行星有很豐富的金,於是第一批派了斯巴達300勇士,就坐火箭飛過來了。 第一批的頭頭,是尼比魯上國王的兒子,是最高級的一個闊學家,也是懂得什麼建築學什麼基因學什麼這個學那個學的很聰明的人。帶了299個人,來地球挖礦了。對了,他們繞一圈太陽是3600年,地球繞一圈是1年,所以。。。他們命很長。。。這個尼比魯每次近日點,他們都會回家拿點吃的喝的,和老婆老公團聚團聚。然後他們發現,在地球上時間過得太慢,和家裡的時間對不上,有時差。他們想,這個怎麼辦呢?一個是3600年,一個是1年,這要折中一下。石板上好像還說,因為尼比魯離地球遠的有點離譜,好像要參考天上的星座,這裡我是真的沒看懂,好像和歲差還有關係,所以尼比魯上的人,用的是60進位,他們這套數學系統一直被我們沿用至今,在時間的計算上特別遵守。
打了太多了有點累哈哈~算了,大家感興趣還是去看看 撒加利亞·西琴 寫的《地球編年史》吧!
有句話這麼說:神話是被遺忘的歷史。但是我認為遺忘是不存在的,所有的經驗都存在於每個獨立又保持連接的靈魂之中,當我們這具身體使用到期,以靈魂狀態回到來的地方,我們會慢慢的了解到這個所謂的遺忘。
最後引用前面有位回答的話:主流媒體正在一點點的釋放尼比魯的信息,而宗教在兩千年之前就告訴過人們,神會以他的方式重新回來。


難道是傳說中的尼比魯?


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