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太陽系邊緣巨型 "九號行星 "可能不存在

太陽系邊緣巨型 "九號行星 "可能不存在

對於行星科學家來說,這是一代人中最大膽的說法:一個看不見的額外行星,質量是地球的10倍,潛伏在太陽系的邊疆,超越海王星。但這一說法看起來越來越搖搖欲墜,上週一組天文學家報告說,少數遙遠的岩石塊的軌道並不像其支持者所認為的那樣,被九號行星的引力束縛在一起,而只是因為那是望遠鏡碰巧看到的地方,所以才顯得簇擁在一起。

九號行星的支持者們還沒有退縮,但一位沒有參與新工作的懷疑論者表示,她 “非常高興 ”看到這項研究。里賈納大學的天文學家薩曼莎-勞勒說,這項研究對被稱為跨海王星天體(TNOs)的遠古岩石體進行了 “更統一的分析”,她曾嘗試用額外的行星在計算機模型中模擬叢集軌道,但失敗了。

加利福尼亞理工學院的邁克-布朗和康斯坦丁-巴蒂金在2016年對一顆遙遠的九號行星的預測成為全球頭條新聞。他們的結論基於對六顆TNO的研究,每顆TNO都比冥王星小,它們圍繞太陽的軌道極度拉長和傾斜。布朗和巴蒂金說,這些 “極端 ”的TNOs的軌道是捆綁在一起的,因為九號行星的引力在數十億年的時間裡把它們推到了那裡。此後發現的幾個更極端的TNO似乎也是聚在一起的。“我認為,相關的[九號行星]資料集處於相當好的狀態,”巴蒂金說。

然而,勞勒和其他天文學家擔心選擇偏差。鑑於極端的TNOs是多麼的小和黑暗,它們只有在最接近內太陽系的時候才會被看到——如果有的話,而且往往只有在它們沒有在銀河盤的明亮背景下被觀測到的時候才會被看到。九號行星說法的批評者說,被發現的TNOs的明顯叢集可能只是因為那是望遠鏡正在尋找或最敏感的地方。“每個調查都有偏差,”勞勒說。“有些人意識到它們,有些人不知道。”

密歇根大學安阿伯分校的凱文-納皮爾領導的一個團隊決定測試選擇偏差是否在發揮作用。他們收集了三個不同的調查所發現的14個類似的遙遠的TNOs:暗能量調查(DES),它使用智利的布蘭科望遠鏡;夏威夷的加拿大-法國-夏威夷望遠鏡上的外太陽系起源調查;以及第三個使用各種望遠鏡的調查。所有這三臺望遠鏡都有很好的選擇偏差。14個TNO中沒有一個是布朗和巴蒂金最初引用的6個TNO。

納皮爾說,研究小組考慮到了望遠鏡指向的時間和地點,以及它們對微弱天體的敏感程度。透過這些資料,團隊計算出了一個在整個天空中變化的 “選擇函式”。而且可以肯定的是,所有三次調查發現的極端TNOs都在選擇函式最高的區域或附近,該團隊於2月11日在發表在arXiv上的一篇論文中報告了這一情況,並被《行星科學雜誌》接受。納皮爾說,因此,研究小組無法拒絕極端TNOs均勻分佈在太陽系周圍的零假設,這將使九號行星失去基礎證據。他說,叢集 “是我們在哪裡看和什麼時候看的結果”。“沒有必要用另一個模型來適應資料。”

巴蒂金不接受這個結論。他指出,DES調查主要在他和布朗確定的TNO叢集所在的天空區域尋找,發現了更多極端的TNO。所以排除叢集是 “不符合邏輯的”,他說。“更相關的問題是。他們的分析能否區分聚類和均勻分佈,答案似乎是否定的,”他說。

納皮爾承認,試圖從14個TNO的樣本中得出結論是很棘手的。“你能用這麼少的物件得出的統計能力只有這麼多,”他說。他補充說,這個問題不太可能得到解決,直到Vera C。 Rubin天文臺——一個正在智利建造的強大的新調查望遠鏡——在2023年開始觀測。它的調查將有明確的選擇偏差,並有可能探測到數百個新的極端TNOs。納皮爾說,這 “將像聖誕節的早晨一樣”。