新的巨型迁移模型威胁第九行星假说

科学家们已经证明，从内部分散的原行星盘解释了年轻太阳系中巨行星的轨道变化。如果我们假设最初只有四颗巨星（并且全部留在系统中），而不是像一些科学家认为的五颗，那么新模型的效果会更准确。然后假设的第九行星不可能是一个已逝去的巨人。

根据关于我们系统中行星分布的最流行的假设，巨行星在离太阳更近的地方形成，然后飞入它们当前的轨道。在《自然》杂志上发表的一项新研究中，一个国际天文学家团队表示，这一过程可能开始得更早。

恒星诞生于稠密的气体和尘埃云中。从一颗年轻恒星周围的剩余物质中，形成了一个巨大的旋转圆盘，并从圆盘中形成了行星。这个原行星盘中尘埃和气体的分布会影响行星的组成和演化。

关于在太阳附近形成巨行星的假设出现在上个世纪末。有可能在 2005 年回答这个问题是如何发生的。然后，在《自然》杂志上发表了三篇文章，描述了巨星迁移的情景，其原因是行星之间的混沌引力相互作用。一个国际科学家团队成功地解释了奥尔特云的形成、特洛伊巨型小行星、晚期重轰炸和我们系统的其他特征。该假设被称为尼斯模型，法国城市的一群天文学家曾经开始讨论这种情况。

直到今天，尼斯模型被认为是太阳系演化最有可能的场景，但科学家们仍在争论引力不稳定性的原因。起初，人们认为巨星的迁移发生在原行星盘消散数亿年后。但新研究的结果——包括月球风化层——表明这一定发生得更早。

“我们想知道是否真的需要尼斯模型来解释太阳系，”波尔多大学的肖恩·雷蒙德( Sean Raymond )说。- 他们提出了一个想法，即由于原行星盘的“反冲”效应，巨型行星可以飞散。也许没有不稳定时期。”

事实证明，圆盘从内到外的分散确实会引发 Nice 模型的不稳定。结果，该团队没有反驳，而是加强了流行的假设。

在新的场景中，巨行星和以前一样，在中心附近形成。变暖后，太阳开始“吹散”原行星盘，越来越靠近系统附近。正如计算机模型显示的那样，不断扩大的“洞”边界的移动引发了巨人轨道的不稳定，它们飞向了遥远的轨道。与经典的尼斯模型不同，所有这一切都必须发生在系统演化的前 1000 万年。

此外，新场景解释了磁盘内部和外部区域的物质混合。地球的地球化学表明这应该发生在我们星球形成的阶段。

年轻太阳系中行星数量的问题仍然悬而未决。尼斯的原始模型更适合五颗巨星：在不稳定时期，其中一颗巨星飞出中心，通过这一运动帮助其余四颗（木星、土星、天王星和海王星）在飞行时找到它们的轨道脱离系统或仍然是假设的（尚未发现）第九颗行星。2015 年，加州理工学院的科学家提供了间接证据，证明该系统的偏远地区存在一个巨大的物体。不可能直接看到它，但出现了越来越多的新研究——既支持又批评第九行星的假设。

它的存在问题仍然存在争议，因此在新的工作中，科学家们并不关注它。尽管如此，他们还是对年轻系统中的四个和五个巨人进行了计算。不管原来的数字是多少，新模型还留下了一个拥有四颗巨行星的系统。“但如果你从四个开始，那么最终的轨道会更接近真实的轨道，”密歇根大学的研究合著者塞思雅各布森说。事实证明，在新的场景下，第九行星是第五颗巨行星飞走的概率降低了。

幸运的是，第九行星存在的问题应该很快就能解决。2023年底，以维拉鲁宾命名的强大天文台将开始工作。如果这颗行星存在，一个新的望远镜应该能够看到它。

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