失蹤的大行星：太陽系或曾有第五顆氣態巨行星

新浪科技訊 北京時間8月14日消息，據英國《每日郵報》報導，科學家們的最新研究發現，在我們太陽系的早期可能曾經還有過另外一顆行星，后來可能是在與海王星的衝撞中離開了太陽系。據估算，如果這顆大行星沒有被踢出太陽系，那麼它應該是太陽系的第五顆氣態巨行星，而時至今日，它曾經一度存在於此的線索仍然可以在太陽系的邊緣地帶找到。

尤其引人注意的是，在柯伊伯帶內一類被稱作“kernel”的冰凍小天體群，它們的軌道顯示獨特的特徵，暗示在太陽系歷史上，木星曾經由於遭受強大的引力攝動影響而偏離過當前的運行軌道。這一情況表明，在當今的太陽系4顆巨型氣態行星的基礎上，原先可能還存在另外一顆氣態巨行星，它存在於太陽系的嬰兒時期，但在很久之前便已經離開。

大衛·納斯沃尼(David Nesvorny)是美國宇航局西南研究所的一名天文學家，他在近日出版的《天文雜誌》(AJ)上發表相關論文提出了這一觀點。納斯沃尼表示：“柯伊伯帶內隱藏線索。你可以看到它的結構，然后思考什麼樣的演化路徑可能會生出這樣的結構。”

這一被稱作“kernel”的小天體群長期以來一直讓天文學家們感到困惑，因為與柯伊伯帶內的其他小天體不同，這些小天體的軌道和大行星很相似，並且相互之間靠的比較緊密。

納斯沃尼使用計算機模擬這些小天體的軌道，將時間倒推40億年，試圖弄清楚為何這群小天體會擁有如此不尋常的軌道。模擬的結果顯示這些組成“kernel”的小天體是曾一度被海王星引力場捕獲，並在海王星逐漸向太陽系外側運動時被帶到今天的軌道上的。

在這一大轉變的過程中，海王星的引力場影響下的大量小天體便跟隨海王星逐漸遠離太陽，海王星每圍繞太陽運行一周，這些后來組成今天“kernel群”的小天體便圍繞太陽運行兩周。

而根據納斯沃尼的計算，當海王星最終抵達距離太陽約42億公里，接近今天海王星軌道位置的時候，其軌道有向外側發生了大約7.5億公里的“跳躍”。

這次軌道突變讓“kernel 群”小天體最終脫離了海王星引力的控制，並最終在今天我們所見的軌道上停留下來。根據納斯沃尼的計算結果，能夠造成海王星這樣詭異的軌道跳躍，並讓“kernel 群”小天體脫離海王星引力控制的唯一可能原因就是附近存在的另外一個強大引力場——其強度應當是大行星級別的。

然而計算也顯示，太陽系中的其他幾顆氣態巨行星都不可能具備“作案”的條件，因為它們的軌道都不會與海王星交會，更不會以這種方式對海王星造成這樣的影響。

納斯沃尼最早是在2011年，在試圖解釋“kernel群”小天體的存在原因時最早提出了一顆“失蹤行星”的想法。而現在，他認為自己已經找到了可以解釋整個過程是如何發生的機制模型。目前仍然不能確定太陽系可能存在的這“第五顆巨行星”的身上究竟發生了什麼。但如果納斯沃尼的計算是正確的，那麼它極有可能是已經被永久性地踢出了太陽系。

事實上，這也已經並非是天文學家們第一次提出關於太陽系中可能存在失蹤大行星的想法了。今年一月份，西班牙馬德里康普頓斯大學以及英國劍橋大學的科學家們曾經提出，必須假定在太陽系早期曾經至少還存在有兩顆額外的大行星，如此才能解釋海王星軌道附近小天體的分佈情況。

另外，就在去年，兩名美國科學家在奧爾特雲中發現了一顆編號為2012 VP113的矮行星級天體，它運行在太陽系外部邊緣的遙遠空間。這兩名研究人員指出，這一天體的軌道參數顯示其可能受到了一顆目前尚未被發現的“超級地球”級別的大行星的引力干擾，這顆未知大行星的質量可能高達地球質量的10倍左右。

而隨美國宇航局新視野號探測器飛過冥王星，這艘飛船將很快進入柯伊伯帶區域。目前這艘飛船正以大約每小時5萬公里的速度朝太陽系外飛馳。科學家們希望這艘飛船能夠近距離地對一顆甚至數顆柯伊伯帶天體進行考察，這將大大加深我們對於這片遙遠區域以及這裏天體的了解。(晨風)