第二顆太陽與“九號行星”

宋晨

第二顆太陽

根據長期以來的觀測，宇宙中大多數恒星系統都被證實是由至少兩顆以上恒星構成的。1984年，美國物理學家穆勒提出了太陽存在伴星的猜想——一顆遙遠的紅矮星或褐矮星以橢圓軌道繞太陽公轉，并每隔大約2600萬年進入奧爾特云（一個由冰微行星構成、包圍太陽系的球體云團），擾動大量彗星進入內太陽系，造成地球上周期性的生物大滅絕。這顆被稱為涅墨西斯星的伴星的存在至今未被證實，而奧爾特云似乎為尋找伴星提供了線索。

奧爾特云是包圍太陽系的球狀云團。

奧爾特云可以被理解為太陽系的邊界，其到太陽的最遠距離是地球到太陽距離的10萬倍。構成奧爾特云的冰微行星在太陽微弱的引力束縛下，聚集成包圍太陽系的球體。天文學家認為，如果太陽系迄今僅存在過一顆恒星，那么構成奧爾特云的物質的理論密度應該小于今天測量到的實際密度，而雙恒星系統更強大的引力捕獲作用，恰恰可以解釋奧爾特云的這種“理論一實際密度差”。

如果能找到奧爾特云是被雙恒星捕獲來的證據，那么太陽系的形成理論將被改寫，而且有助于回答有關地球生命起源的種種疑問。發源于奧爾特云的彗星為地球帶來了生命之源——水，也導致了后來恐龍的滅絕。這顆幫太陽捕獲了奧爾特云的伴星為何離開了，它又去了哪里？天文學家推測，這顆伴星當初被一顆經過太陽系附近的恒星帶離了太陽，這種現象在年輕的恒星團中常有發生，同時奧爾特云的大部分物質也被剝離。今天，這顆可能存在的伴星或許已經漂泊到了銀河系的某個我們不知道的角落。

“九號行星”

2006年，國際天文聯合會正式將冥王星驅逐出行星行列，把它劃為矮行星，八大行星的概念開始確立，但天文學家仍在致力于尋找未知的“九號行星”。有趣的是，天文學家對“九號行星”的所有模擬結果都頗為接近。一些模擬結果表明，這顆行星為大質量天體，體積為地球的2～4倍，質量約為地球的10倍，繞太陽公轉一周需要1萬～2萬年。另一些模擬結果表明，該行星很可能是在約45億年前被年輕的太陽捕獲的一顆系外行星。當太陽和其他恒星一同在星團中形成時，恒星之間的位置并不固定，恒星經常彼此掠過。在相遇期間，太陽或許“竊取”了其他恒星的一顆或多顆行星，它們一起逐漸脫離了星團，并形成今天的太陽系。這似乎也與伴星理論不謀而合——如果太陽曾在一顆伴星的幫助下捕獲了奧爾特云，那么也可能捕獲“九號行星”。

“九號行星”可能是一顆小型黑洞。

在近幾年的觀測中，天文學家在遙遠的外太陽系發現了一些在海王星軌道以外運行、擁有幾乎相同近日點的奇特天體，這些天體被稱為跨海王星天體（簡稱“TNO”）。一些天文學家認為，這些TNO距離海王星過于遙遠，因此，影響這些TNO以極端軌道運行的應該不是海王星，而是質量為地球5～15倍的“九號行星”。“九號行星”或許遠在冥王星軌道之外，它到太陽的距離可能是地球到太陽距離的數百倍。

另一種解釋甚至認為。“九號行星”可能是一個原始黑洞。在宇宙大爆炸幾秒后就會出現原始黑洞，但這個原始黑洞尚未得到證實。這種假設的依據來自光學引力透鏡試驗（OGLE）發現的引力異常。利用OGLE，天文學家監測天空并尋找微引力透鏡事件：當像黑洞一樣的大質量前景物體從背景物體（例如恒星）前方經過時，黑洞會像透鏡一樣扭曲并放大背景物體的光線。通過觀察，科學家共發現6起微引力透鏡事件，發生地點距離銀河系中心約2.6萬光年，與太陽到銀河系中心的距離幾乎一致。黑洞是非常致密的，一個約5倍地球質量的黑洞僅有柿子大小，它能將包括光線在內的一切物體吸入。如果太陽捕獲了這樣的黑洞，那么這顆黑洞也會影響TNO的軌道。

2022年，薇拉·魯賓天文臺將正式開始運行，其任務之一是尋找冥王星以外的外太陽系天體，我們期待屆時能有更多關于“九號行星”的新發現。

薇拉·魯賓天文臺

薇拉·魯賓天文臺（又稱大型綜合巡天望遠鏡，簡稱“LSST”），以已故美國天文學家薇拉·魯賓的名字命名，她證實了星系中存在暗物質。LSST位于智利北部科金博大區的伊爾佩恩峰，海拔2682米，緊鄰雙子星天文臺和南方天文物理研究望遠鏡，于2014年8月1日開始修建，將于2022年1月正式開始為期10年的觀測工作。

LSST搭載一片直徑8.4米的主鏡。2020年9月8日，LSST相機團隊發布了首批3200萬像素的數碼照片，它們不僅是有史以來單次拍攝的最大圖像，也是對相機焦平面的成功測試。LSST相機的焦平面包含32億像素，每個像素寬約10微米，并且焦平面本身非常平坦，其變化幅度不超過人類頭發寬度的十分之一，這使LSST相機可以產生分辨率非常高的圖像。LSST相機拍攝的圖像非常巨大，以至于需要378個4K超高清電視屏幕才能顯示真實的完整尺寸。LSST相機的焦平面足以覆蓋40個滿月大小的天空，這將使LSST每隔幾個晚上就能完成對整個南半球天空的全天成像。