宇宙学 · 恒星与黑洞 · 太阳系
17路(17LUBBS) · 看见更远的宇宙

塞德娜的轨道很怪,但一颗天体证明不了第九行星

地下车库那一排车位,车头全都朝里。第一反应是有人立了牌子,但也可能是柱子位置逼的、倒车习惯使然,或者这一排恰好如此。要判断「有人指挥」,光看朝向不够,还得看有多少辆车、朝向有多一致、有没有别的解释。塞德娜的轨道就是这样一根线索:它确实反常,但反常本身不是结论。

塞德娜(90377 Sedna)近日点约 76 au、远日点约 937 au、轨道周期约 1.1 万年,从不进入海王星的引力势力范围。但单条轨道可以由恒星飞掠、诞生星团引力、银河潮汐等多种机制产生;要支撑第九行星,需要的是一批极端海外天体近日点经度聚团,而这批样本至今受观测偏差困扰。

76 au 的近日点,是它最反常的地方

海王星在 30 au。散射盘天体可以被海王星推到高偏心轨道,但无论推多远,近日点仍会回到海王星附近——那是它每次被「踢一脚」的地方。

塞德娜的近日点 76 au,全程不进海王星的势力范围。也就是说,把它推到这条轨道上的东西,不是海王星。这就是它被单列为一类的原因。

聚团才是第九行星的证据形态,不是单条轨道

2016 年,Batygin 与 Brown 用一组极端海外天体的近日点经度聚团提出假说:一颗约 5–10 倍地球质量的行星在数百 au 上,把它们的长轴锁在同一侧。

关键在于「一批」。单颗天体的轨道只是必要条件,不构成充分条件。当年依据的样本只有个位数,统计功效很弱,这也是后来争论的起点。

观测偏差会自己造出聚团

望远镜发现这类天体,靠的是它们在近日点附近时够亮。样本因此天然偏向近日点方向,表观聚团可能只是发现偏差的投影。

2017 年 OSSOS 巡天用较均匀的发现流程重新检验,认为聚团的显著性远低于最初报告。这一反驳不依赖新物理,只依赖观测选择效应,因此很难绕过。

第九行星的参数是拟合出来的,不是测出来的

质量约 5–10 倍地球质量、半长轴数百 au、轨道倾角十几到二十几度——这些数字是让聚团成立的模型区间,不是测量值。

至今没有它的直接成像,也没有它对已知天体的独立引力测量。它的存在状态,与「已被观测到的天体」不在同一个证据等级上。

参数 数值 口径与来源
塞德娜近日点 约 76 au 轨道拟合,2004 年公布发现
塞德娜远日点 约 937 au 同上
轨道周期 约 1.1 万年 同上
直径 约 1000 km 热辐射观测估计
轨道对黄道倾角 约 12° 轨道拟合
第九行星假设质量 约 5–10 倍地球质量 动力学拟合,非观测值

哪些是观测,哪些还是推断

观测证实塞德娜的轨道根数、它从不进入海王星可及范围、直径的量级,以及一批同类极端海外天体的存在。
理论预言若存在一颗数百 au 的巨行星,一批天体的近日点经度应聚在同一侧——这是可检验的预测,也是这个假说唯一能被证伪的地方。
尚未定论聚团是否真实;观测偏差能否完全解释它;第九行星是否存在;恒星飞掠与诞生星团引力能否单独解释现有轨道。

常见问题

塞德娜是行星吗?

不是。它属于极端海外天体,直径约 1000 km,没有清空轨道邻域,按国际天文学联合会的定义不构成行星。

「第九行星」和冥王星降级有关系吗?

没有直接关系。冥王星 2006 年被重新归类为矮行星,第九行星假说 2016 年才提出,两者是独立的事件。

如果它存在,能被看到吗?

它可能极暗,且位于天区某一处。需要大视场巡天在同一片天空反复搜索多年,目前尚无确证。

延伸阅读

  • Brown, Trujillo & Rabinowitz 2004, ApJ 617, 645
  • Batygin & Brown 2016, AJ 151, 22
  • Shankman et al. 2017, AJ 154, 50
免责声明:本文为科普性整理,依据文末所列公开资料与观测数据写成,不构成科研结论或任何形式的建议。科学认识会随新观测与新模型修正,引用请注明来源。如有侵权请联系删除。
文章名称:塞德娜的轨道很怪,但一颗天体证明不了第九行星
文章链接:https://www.17lubbs.com/sedna-orbit-ninth-planet/
↑