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《纽约客》杂志:杀死了冥王星,他又找到了继任者?

【美国科学家周三宣布,在太阳系发现了“第九大行星”。一石激起千层浪,引发科学界不少质疑。

美国国家航空航天局首席科学家在接受BBC采访时表示,开普勒望远镜鉴别出5000多颗类似超级地球的行星,但是没有一颗大小介于地球和海王星之间。

发现了柯伊伯带的行星科学家戴夫·朱伊特(Dave Jewitt)则指出,这颗行星的存在在统计显著性上达到了3.8个标准差,虽然够得上需要严肃对待的标准,却还达不到诸如粒子物理学领域所要求的5个标准差的水平。美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的朱伊特也担心,他见过太多3个标准差的结果后来都消失不见了。

NASA的广域红外巡天探测者(WISE)则已经排除了距离太阳10000天文单位以内比土星更大的行星存在的可能性,只给这颗更小的“9号行星”留下一丝希望。

完成这一发现的天文学家之一迈克·布朗,正是将冥王星逐出行星队伍的“杀手”,也曾误将自己发现的阋神星视为太阳系第十大行星。这一次,是什么又鼓起了他的勇气,唤起了他的希望?著名的《纽约客》杂志在第一时间刊登了高级编辑阿兰·柏狄克Alan Burdick)的报道,讲述了这个故事。】

几年前,迈克·布朗(Mike Brown)发现了太阳系的第十个行星。那是在2005年,这位加州理工学院的天文学家发现了一个被正式命名为阋神星(Eris)的天体(他更喜欢Xena这个昵称)。阋神星和冥王星一样大,它围绕太阳的距离则是冥王星的三倍,当时冥王星还被认为是行星。但阋神星的存在提出了棘手的问题,如:什么才是真正的行星?如果阋神星是行星,为什么其它围绕太阳运转的小天体不是?最终,国际天文学联合会将阋神星归为矮行星——“不完全是行星”的一个婉转说法——而在布朗的促使下,冥王星也被降级了。太阳系目前只剩下八大行星,而不是十个。布朗仍然会收到想念有九大行星的人们寄来的信件,乃至深夜骚扰电话,但他并不后悔。2010年,他写了一本书叫《我是怎么杀了冥王星的,为什么这是它自找的》。上周,他告诉我,“十年前,当这一切发生,人们会说:‘是否还有其它的行星?’我会说:‘不会,就是这样,只有八大行星,我们将永远不会有更多。’”

图为去年7月新视野号探测器飞掠时拍回的冥王星及其最大卫星——冥卫一卡戎。图片来源:NASA

布朗现在认为他错了。1月20日,在《天文学杂志》,布朗和他的同事巴蒂金(Konstantin Batygin)发表了一篇题为《太阳系一颗遥远的巨型行星的证据》的论文,其中他们提出了令人信服的理由,说明第九大行星确实存在。他们没有直接观测到它,只是根据少数遥远的天体受到其引力的影响,推断出它的存在。在一年的观测、计算和计算机模拟后,布朗和巴蒂金写道:“我们揭示了一个遥远的、偏心轨道上的干扰者的存在。”

据他们确定,这个干扰者的质量是地球的10倍,大约海王星质量的一半,而且确实很遥远。它运行在一个椭圆轨道上,而距离太阳不少于250天文单位(1个天文单位是地球到太阳的距离,木星到太阳的距离大约是5个天文单位,冥王星到太阳则是近40个天文单位)。在远日点,这颗新行星大概有600-1200天文单位那么远。它要花12000-20000年才能绕太阳一圈。这是一颗巨大的冰星,孤独的流浪者和太阳系外围的引力霸主,布朗和巴蒂金称它为第九行星,约沙王(犹太国王)和乔治。“实际上我们彼此谈论时会叫它胖子”,布朗说。

布朗承认,天文学的历史上充斥着虚假的希望。法国数学家勒威耶正确预测了海王星的存在,在1846年,他还预测太阳和水星之间运行着一颗行星,他称之为火神,最后被证明并不存在。每隔几年,就有人宣布X行星的发现,如某个大型天体,被伽利略和他四个世纪的后人们错过。“如果有人只是拿起报纸读了一下标题,第一反应会是,天啊,这些人疯了,”布朗谈到他和巴蒂金的发现时表示,“但如果有人再看着证据,他们就很难不同意证据就在那里。”

加州大学圣克鲁兹分校的天文学家格雷格·劳克林(Greg Laughlin)是少数提前知道这篇论文的人,他说:“这是一个非常坚实的动力学分析,这是一流的。如果是别人这么声明,你不得不打个折扣,最多1%的可能是真的。但这是迈克·布朗的组合,他有相当扎实的观测能力,而巴蒂金是理论天才,如果它确实在那里,那么他们已经发现了它。”《天文学杂志》的审稿人,法国天文学家和行星科学家亚历山德罗·莫比德利(Alessandro Morbidelli)则说:“本文首次给出了存在另一颗行星的确凿证据。”

第九大行星的可能性扩展了近几十年来我们关于太阳系的知识。1992年,天文学家观测到柯伊伯带的第一个证据,它含有至少1000个冰冷天体,绕太阳运行的距离为30-50个天文单位。同年,天体物理学家开始计划前往冥王星(技术上说,本身也是一个柯伊伯带成员)的任务,宇宙飞船最终被称为“新视野号”,去年7月到达目的地。冥王星与其说是终点,不如说是开始。在此期间,布朗和他的同事乍得·特鲁希略(Chad Trujillo)和大卫·拉比诺维茨(David Rabinowitz)发现了“赛德娜”(Sedna),柯伊伯带外一个有偏心轨道的小型冰冷天体,距离太阳不少于76个天文单位(译者注:赛德娜是太阳系内目前已知的距离太阳最遥远的矮行星),其远日点则浪迹在超过900个天文单位那么遥远。“我们对赛德娜的发现是第一个线索。”布朗说,“这是第一个不太符合任何现有类别的天体。”

赛德娜通常被认为是一个极端的柯伊伯带天体,尽管布朗也把它放在奥尔特云(Oort Cloud),这是太阳系中另一个冰物质碎片的蓄水池,被认为占据了太阳系的最边缘。其它几个类似的天体后来也出现了,如2012 VP113,这是特鲁希略(Trujillo)和同事斯科特·谢泼德(Scott Shepard)两年前发现的(他们取的绰号是“拜登”),这些花了他们许多时间的天体如此遥远,只有少数在我们的一生中可以被看见。在这些已经被看到的天体中,引人注目的是它们的轨道排列是如此紧密。绘制太阳系时,你可能会从顶部查看下来,也就是垂直于黄道——行星轨道所在的平面。海王星和它轨道内的所有行星都在一个小圈内,赛德娜和其它极端柯伊伯带天体散开在一边,它们的近日点重叠在一起。

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