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太阳系或隐藏大行星
腾科
天文学界近期再次陷入关于太阳系边缘是否存在第九颗大行星的争论之中,但随着相关证据的不断增加,持续30 多年有关地球上大灭绝原因的理论也浮出水面.2016 年年初,有科学家提出在太阳系中可能隐藏着尚未被发现的“第九颗大行星”,自此,科学家们便不断致力于寻找能够证明其存在的证据.近日,美国阿肯色大学数学科学系退休天体物理学教授丹尼尔·维特迈尔博士提出,这样一颗大行星的存在可能曾经导致了一场灾难性的“彗星雨”.这样的大规模彗星撞击事件可能非常强大,其影响可以波及地球轨道附近并造成地球上灾难性的大灭绝事件.事实上,维特迈尔博士早在1985 年在路易斯安纳大学工作时,和当时的同事约翰·马特斯博士一起在《自然》杂志上发表过文章,谈到了太阳系中可能隐藏的另一颗大行星可能与地球上生物大灭绝事件之间所存在的联系.当时学界对于周期性出现的彗星大撞击事件主要有三种解释.其中就包：在太阳系边缘可能存在一颗未知的大行星,被称作“行星X”；其他可能性还包括可能存在一颗太阳的伴星,以及太阳在围绕银河系核心公转时产生的垂向震荡.如果太阳系中还存在着另外一颗大行星,那么太阳系中的行星数量将达到10 颗,因为在当时冥王星还被视作一颗大行星,到2006 年,冥王星在国际天文学联合会布拉格会议期间被从大行星行列除名.
随着时间推移, 前面所提到的三种设想中的后面两种设想都先后被排除了,原因是它们与古生物学研究得到的结果不相吻合.于是太阳系中可能隐藏着另一颗大行星的设想便成为唯一还剩下的可能理论,也因此得到了学界的广泛关注.维特迈尔博士和马特斯博士的理论认为,在太阳系边缘存在一颗未知的大行星,其轨道倾角较大,每隔2700万年左右会经过柯伊伯带附近并造成在那里运行的大量彗星群轨道的扰动,并将其中的一部分彗星体推出柯伊伯带并向太阳系内侧运行.而迈克·布朗教授和加州理工学院的研究人员们之所以认为太阳系边缘可能存在着一颗隐藏的大行星,主要原因则是因为观察到一些柯伊伯带天体的轨道所呈现的某种异常特征.柯伊伯带是一个围绕太阳系边缘存在的环状区域,这里存在着大量的冰冻小天体.迈克·布朗教授将他们设想中的这颗大行星称作“第九颗大行星”.前几天,作为最先提出太阳系中可能存在第九颗大行星的科学家之一,美国加州理工学院的天文学家迈克·布朗宣称自己找到了更多新证据支持这一说法.
但时至今日, 关于太阳系中是否还隐藏着另一颗大行星的讨论仍然莫衷一是,另外,关于1985 年维特迈尔博士等人所提出的“行星X”设想,以及布朗等人提出的“第九颗大行星”这两者是否是同一颗天体也仍然存在争议.布朗教授指出：“维特迈尔几十年来一直认为太阳系边缘可能存在着一颗未知的大质量行星,并认为这样一颗大行星引发了彗星轨道的扰动.这样一颗大行星的轨道周期就应该是2700万年左右.目前还很难说这样一种想法是否具有可能性,但不管如何,这一设想中所提及的大行星与我们现在所提出可能存在的第九颗大行星都完全不是一回事.因为我们认为可能存在的这颗大行星距离太阳要近得多,其轨道周期也仅有1.5 万年左右.我们所提出的‘第九颗大行星’可能存在的设想与维特迈尔提出的‘行星X’是否存在之间不存在任何关联.”
对此,维特迈尔也表示,布朗等人最新提出的这一设想并不影响他在30 年前所提出的理论,他说：“我对于最新出现的证据持有十分积极的想法,尽管这些证据与我们原先的‘行星X’模型并不十分吻合.但我认为一个质量较小,但距离更近的行星体同样可以解释柯伊伯带那些天体的轨道所表现出来的那种异常特征,因为在他们的估算中存在着不确定性.一颗行星所能产生的影响不仅取决于其质量,还与它的距离有关.因此一颗质量较小,但距离较近的行星体同样可能产生类似的引力摄动效应.‘第九颗大行星’理论的作者们也已经承认他们尚未排除不同质量与轨道距离组合下的其他可能性.‘第九颗大行星’的两项特征：其轨道倾角以及轨道偏心率都与我们原先所提出的‘行星X’模型中所要求的相应参数非常吻合.不过话又说回来,正如很多其他科学家们所提出的那样,即便假定他们给出的参数都是完全正确的,仍然有可能在那里同时存在着两颗不同的行星.”
科学家们长期以来一直从各个角度致力于对太阳系中未知行星体的搜寻.在维特迈尔的理论中,大量由轨道扰动而进入内太阳系的彗星体不仅会撞击地球造成大灭绝事件,同时彗星在接近太阳时,造成的大批解体也会部分遮盖太阳光并减少地球接收太阳的光热总量.1985 年的一项研究发现,在2.5 亿年时间跨度内的古生物学记录符合周期性彗星撞击引发大灭绝事件的设想,而最新的研究则将这一时间跨度进一步拓展到了5 亿年.维特迈尔和马特斯等人模型中所提出可能存在的大行星质量约为地球质量的1~5 倍,距离太阳比地球远大约100 倍.维特迈尔认为在如此遥远的地方存在的一颗行星竟然会对地球上生命的命运产生如此重要的影响,这一点让人感到惊叹.他说：“我在这个事件中已经超过30 年了,如果最后有了结果,我会很乐意为此写一本书的.”
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