模擬結果表明,我們的太陽系中可能存在第五顆氣態巨行星 模擬結果表明,我們的太陽系中可能存在第五顆氣態巨行星

模擬結果表明,我們的太陽系中可能存在第五顆氣態巨行星

模擬結果表明,我們的太陽系中可能存在第五顆氣態巨行星

數十億年前,一次「與木星的劇烈碰撞」可能將第五顆氣態巨行星拋出了太陽系。位於科羅拉多州博爾德市的西南研究院進行的一項模擬表明,我們的太陽係可能曾經包含另一顆氣態巨行星,它位於土星和天王星之間。電腦模型或許能夠解釋太陽系行星是如何最終落到現在的位置的,這長期以來一直是天文學家們未解之謎。

天王星和海王星的形成多年來一直困擾著天文學家。人們認為,形成這兩顆氣態巨行星的氣體和塵埃盤,在它們目前的位置上應該太薄,不足以形成這兩顆冰行星。更有可能的是,在太陽系早期,天王星、海王星以及木星和土星彼此距離更近,隨著塵埃盤的耗盡而逐漸分散開來。太陽系中引力巨大的行星——木星、土星、天王星和海王星——在形成後爭奪各自的位置。根據以往僅包含現有行星的模擬結果,至少天王星或海王星應該被拋入深空。 「人們當時不知道該如何解釋這個問題,」西南研究院的戴維·內斯沃尼說。他提出了一個新的解釋:“土星和天王星之間存在一顆作為犧牲品的冰巨星。”

內斯沃尼的一些同事將這顆新行星稱為“冥王哈迪斯”,而6000次電腦模擬的結果也支持了這一發現。先前的模擬只包含了外太陽系的木星、土星、天王星和海王星。但這些新的模擬也包括了包含五顆行星的模型,並測試了不同的初始位置情境。在90%的四行星模型中,模擬最終都只剩下外太陽系的三顆行星。但在五行星的模擬中,有一半的模擬結果顯示,四顆行星的位置與我們目前的太陽系非常相似。在位置最相似的模擬結果中,第五顆行星位於土星和天王星之間,最終這顆行星在與木星相撞後被拋出。

這些結果還表明,木星是從更靠近太陽的位置「跳躍」到目前位置的。在模擬中,包括地球在內的四顆內行星在氣態巨行星碰撞中存活下來,現象得以實現。 「對於四行星系統來說,這種木星跳躍理論很難成立。但對於五行星系統來說,這卻是自然而然的結果,」內斯沃尼說。

行星間的爭鬥或許也能解釋月球表面佈滿隕石坑的現象,而這些隕石坑的形成正是「後期重轟炸」所造成的。當時柯伊伯帶和奧爾德雲尚未完全形成,這場擾動可能將海王星外這些原行星區域的碎片拋射到太陽系內部。

《新科學家》