布朗和巴蒂金在我們的太陽系郊外出現(xiàn)了一顆新行星

建議假想的行星9在我們的太陽系外形成，或甚至從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的太陽系中被盜，通過調(diào)查年輕恒星捕獲行星的可能性受到打擊。

2016年布朗和巴蒂金在我們的太陽系郊外出現(xiàn)了一顆新行星，以解釋柯伊伯帶中不尋常的聚集現(xiàn)象，這是一系列冰冷的小體，本身并不能形成行星。然而，這個(gè)想法提出了問題以及眉毛。

謝菲爾德大學(xué)的天文學(xué)家理查德帕克說：“令人驚訝的是，地球的大小是地球的10倍。”

出現(xiàn)了兩種理論來解釋在這些人煙稀少的距離太陽軌道上存在如此大的軌道。

在木星和土星的運(yùn)動(dòng)將它拋出之前，第一個(gè)建議的星球9形成了更接近太陽的距離，可能在火星附近。

一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的學(xué)派認(rèn)為，行星9可能是一個(gè)被捕獲的系外行星，從星際空間中掠過，甚至被我們年輕的太陽從早期的銀河系鄰居直接偷走。雖然我們的太陽目前居住在一個(gè)相當(dāng)空洞的空間中，與其他大型物體的相互作用很少，但我們知道恒星通常形成簇狀，包含從幾十到幾百萬天體兄弟姐妹的任何東西。

在這些星團(tuán)中，緊密堆積的年輕恒星有規(guī)律地相互作用，這被認(rèn)為是同步它們的速度和運(yùn)動(dòng)方向，使得人們更容易想到捕捉另一個(gè)星球。

“這就像有兩個(gè)人同時(shí)在同一個(gè)方向走在街上。他們很容易牽手。“

即便如此，帕克和他的同事們認(rèn)為，考慮到Planet 9非常特殊和不尋常的軌道特性，對(duì)于系外行星捕獲可能性的一些假設(shè)可能會(huì)被夸大。

為了進(jìn)行調(diào)查，該團(tuán)隊(duì)利用開發(fā)的軟件來模擬恒星如何捕捉其他恒星以創(chuàng)建二進(jìn)制文件。

“就像二元問題一樣，行星捕獲是一個(gè)純粹的引力過程。”

對(duì)于這一新的挑戰(zhàn)，帕克和他的同事們加入了一批現(xiàn)成剝離的自由漂浮的Planet 9s。每個(gè)模擬1000顆星都添加了一個(gè)，理查德承認(rèn)這個(gè)比例可能是高估了。

然后他們將他們的模型恒星形成區(qū)域'進(jìn)化'了1000萬年，這個(gè)過程重復(fù)了10次，每次隨機(jī)混合恒星質(zhì)量，以及所有物體的位置和速度。

他們的研究結(jié)果，發(fā)表在天文學(xué)會(huì)快報(bào)月度通知，只顯示1 - 6他們自由浮動(dòng)的行星%由星誘捕，即使捕獲最優(yōu)化的初始條件。更不用說，總共10,000顆模擬恒星中只有10顆將行星捕獲到位于行星9約束范圍內(nèi)的軌道上。

“行星捕獲經(jīng)常發(fā)生，但如果你扔掉系外行星，其軌道傾角為60度或更大，可以擺脫其中大部分。”

然而，團(tuán)隊(duì)還沒有完成。然后，他們?cè)黾恿艘粋€(gè)戲劇性的附加約束因素：巨型超新星。

有大量證據(jù)表明附近的超新星在太陽系的形成和化學(xué)組成中發(fā)揮了重要作用。模型顯示，從這些巨大爆炸中噴出的高放射性物質(zhì)很容易被年輕太陽及其新形成的行星捕獲。這種額外的熱量來源甚至可以支持地球上正在進(jìn)行的板塊構(gòu)造。

通過將超新星結(jié)合到他們的模擬中，Parker和他的同事們現(xiàn)在不僅僅尋找成功的行星捕獲，而是通過星系捕獲的例子，這些系統(tǒng)還吸收了為我們提供現(xiàn)有太陽系條件所需的放射性物質(zhì)水平。他們發(fā)現(xiàn)同一系統(tǒng)發(fā)生這兩種情況的可能性幾乎為零。

“每萬人中有1-2人擁有我們的太陽系需要的條件，”帕克說。

然而，亞歷山大·穆斯蒂爾認(rèn)為，帕克和他的同事們對(duì)自由浮動(dòng)行星的關(guān)注忽視了直接從另一顆恒星直接捕獲的可能性。

“在這種情況下，所需的遭遇不是巧合。太陽遇到了星球9的星球，因?yàn)樾乔?在軌道上離那顆星很近，所以你實(shí)際上只需要兩個(gè)身體之間的隨機(jī)會(huì)面，而不是三個(gè)。因此，雖然我同意他們已經(jīng)證明捕獲一個(gè)自由漂浮的行星對(duì)于行星9來說是不太可能的起源，但從另一顆恒星捕獲仍然是一個(gè)真正的可能性。“

Parker對(duì)是否采用直接捕獲會(huì)對(duì)最終結(jié)果產(chǎn)生很大影響存在爭(zhēng)議。他甚至建議他自己的模擬應(yīng)該比亞歷克斯以前的工作更容易捕捉，因?yàn)樗约旱呐κ剐履Ｐ托行墙o星星類似的速度。

“我認(rèn)為我和亞歷克斯的模擬之間的差異是因?yàn)樗谥饌€(gè)星的基礎(chǔ)上處理遭遇，而我們做蠻力的方法并模擬整個(gè)恒星形成區(qū)域，所以這兩種方法并不完全重疊。這是Alex和我下次見面時(shí)應(yīng)該討論啤酒的事情!“