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太阳系黑暗冰冷天体松原ゆかり的集体力量

天文学与空间 2022-01-26 00:01:13

科罗拉多大学博尔德分校的丹尼尔·劳特 科学家们长期以来一直在努力解释太阳系“分离物体”的存在,这些物体的轨道像跷跷板一样倾斜,通常聚集在夜空的一部分

信用:史蒂文·布伦斯/JILA 我们太阳系的最外围是一个奇怪的地方——到处都是黑暗冰冷的天体,它们的昵称分别是塞德娜、拜登和地精,每一个都横跨数百英里

科罗拉多大学博尔德分校的研究人员进行的两项新研究可能有助于解决关于这些遥远世界的一个最大的谜团:为什么它们中有这么多没有以应有的方式围绕太阳旋转

除了其他不寻常的行为之外,这些被科学家称为“分离物体”的行星的轨道倾斜并弯曲出太阳系平面

博尔德大学天体物理学和行星科学系助理教授安-玛丽·马迪根说:“这个空间区域比我们银河系中的恒星和我们能观察到的其他东西离我们更近,但我们对此却一无所知。”

一些研究人员认为,某种大的东西可能是罪魁祸首——比如一颗未被发现的行星,被称为“行星9”,它将物体分散在其身后

但是马迪根和研究生亚历山大·兹德里克更喜欢往小里想

借助详尽的计算机模拟,两人证明了这些分离的物体可能已经破坏了它们自己的轨道——通过数百万年来累积的微小引力

马迪根说,这些发现为这个神秘的太空区域提供了一个诱人的线索

“我们是第一个能够重现所有东西的团队,科学家们多年来看到的所有奇怪的轨道异常,”马迪根说,他也是JILA的一名研究员

“想想我们还有那么多事情要做,真是疯狂

" 该团队在7月2日的《天文学杂志》和上个月的《天文学杂志快报》上公布了他们的结果

小行星的力量 马迪根补充说,研究外太阳系的问题在于,它太暗了

“通常,观察这些物体的唯一方法是让太阳光从它们的表面拍击下来,回到我们在地球上的望远镜里,”她说

“因为很难对它有所了解,所以有一种假设认为它是空的

" 越来越多的科学家认为这个空间区域绝不是空的,她是其中之一——但这并没有让它变得更容易理解

看看那些分离的物体

虽然太阳系中的大多数天体倾向于在一个扁平的圆盘中围绕太阳旋转,但这些冰世界的轨道会像跷跷板一样倾斜

许多人也倾向于聚集在夜空的一片区域,有点像只指向北方的指南针

马迪根和兹德里克想找出原因

为了做到这一点,他们求助于超级计算机,比以往任何时候都更详细地重建或模拟外太阳系的动力学

“我们模拟了一些可能曾经存在于外太阳系的东西,还加入了木星等巨型行星的引力影响,”Zderic说,他也是APS的成员

在这个过程中,他们发现了一些不寻常的东西:他们模拟的冰冷物体开始像平常一样绕着太阳转

但是,随着时间的推移,他们开始互相拉扯

结果,它们的轨道变得越来越不稳定,直到它们最终与真实的东西相似

最值得注意的是,它们完全是靠自己完成的——小行星和小行星不需要一颗大行星就能把它们抛出一圈

“就个体而言,这些小天体之间的所有引力相互作用都很弱,”马迪根说

“但如果你有足够多的,这就变得很重要了

" 地球时报20 马迪根和兹德里克在早期的研究中已经看到了类似模式的迹象,但他们的最新结果提供了迄今为止最详尽的证据

这些发现也带来了一个很大的警告

为了让马迪根和兹德里克的“集体引力”理论发挥作用,外太阳系曾经需要包含大量的物质

“你需要的物体加起来有20个地球质量,”马迪根说

“这在理论上是可能的,但这肯定会违背人们的信仰

" 无论如何,科学家应该很快就会发现

一种叫做维拉C的新望远镜

鲁宾天文台计划于2022年在智利上线,并将开始为这片未知的空间带来新的曙光

Zderic说:“最近人们对太阳系外层的着迷与技术进步有关。”

“你真的需要最新一代的望远镜来观察这些天体

"

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