太阳系边缘巨型 "九号行星 "的说法受到冲击。
作者:丹尼尔·克莱里(Daniel Clery)《科学》杂志在英国的高级通讯员
翻译:徽剑
对于行星科学家来说,这是一代人中最大胆的说法:一个看不见的额外行星,质量是地球的10倍,潜伏在太阳系的边疆,超越海王星。但这一说法看起来越来越摇摇欲坠,上周一组天文学家报告说,少数遥远的岩石块的轨道并不像其支持者所认为的那样,被九号行星的引力束缚在一起,而只是因为那是望远镜碰巧看到的地方,所以才显得簇拥在一起。
九号行星的支持者们还没有退缩,但一位没有参与新工作的怀疑论者表示,她 "非常高兴 "看到这项研究。里贾纳大学的天文学家萨曼莎-劳勒说,这项研究对被称为跨海王星天体(TNOs)的远古岩石体进行了 "更统一的分析",她曾尝试用额外的行星在计算机模型中模拟集群轨道,但失败了。
加利福尼亚理工学院的迈克-布朗和康斯坦丁-巴蒂金在2016年对一颗遥远的九号行星的预测成为全球头条新闻。他们的结论基于对六颗TNO的研究,每颗TNO都比冥王星小,它们围绕太阳的轨道极度拉长和倾斜。布朗和巴蒂金说,这些 "极端 "的TNOs的轨道是捆绑在一起的,因为九号行星的引力在数十亿年的时间里把它们推到了那里。此后发现的几个更极端的TNO似乎也是聚在一起的。"我认为,相关的[九号行星]数据集处于相当好的状态,"巴蒂金说。
然而,劳勒和其他天文学家担心选择偏差。鉴于极端的TNOs是多么的小和黑暗,它们只有在最接近内太阳系的时候才会被看到--如果有的话,而且往往只有在它们没有在银河盘的明亮背景下被观测到的时候才会被看到。九号行星说法的批评者说,被发现的TNOs的明显集群可能只是因为那是望远镜正在寻找或最敏感的地方。"每个调查都有偏差,"劳勒说。"有些人意识到它们,有些人不知道。"
密歇根大学安阿伯分校的凯文-纳皮尔领导的一个团队决定测试选择偏差是否在发挥作用。他们收集了三个不同的调查所发现的14个类似的遥远的TNOs:暗能量调查(DES),它使用智利的布兰科望远镜;夏威夷的加拿大-法国-夏威夷望远镜上的外太阳系起源调查;以及第三个使用各种望远镜的调查。所有这三台望远镜都有很好的选择偏差。14个TNO中没有一个是布朗和巴蒂金最初引用的6个TNO。
纳皮尔说,研究小组考虑到了望远镜指向的时间和地点,以及它们对微弱天体的敏感程度。通过这些数据,团队计算出了一个在整个天空中变化的 "选择函数"。而且可以肯定的是,所有三次调查发现的极端TNOs都在选择函数最高的区域或附近,该团队于2月11日在发表在arXiv上的一篇论文中报告了这一情况,并被《行星科学杂志》接受。纳皮尔说,因此,研究小组无法拒绝极端TNOs均匀分布在太阳系周围的零假设,这将使九号行星失去基础证据。他说,集群 "是我们在哪里看和什么时候看的结果"。"没有必要用另一个模型来适应数据。"
巴蒂金不接受这个结论。他指出,DES调查主要在他和布朗确定的TNO集群所在的天空区域寻找,发现了更多极端的TNO。所以排除集群是 "不符合逻辑的",他说。"更相关的问题是。他们的分析能否区分聚类和均匀分布,答案似乎是否定的,"他说。
纳皮尔承认,试图从14个TNO的样本中得出结论是很棘手的。"你能用这么少的对象得出的统计能力只有这么多,"他说。他补充说,这个问题不太可能得到解决,直到Vera C. Rubin天文台--一个正在智利建造的强大的新调查望远镜--在2023年开始观测。它的调查将有明确的选择偏差,并有可能探测到数百个新的极端TNOs。纳皮尔说,这 "将像圣诞节的早晨一样"。