太阳系存在第九大行星的可能性不到15%：存在与否仍是迷

年初，科学家们展示了第九行星存在的证据。

这颗星球与海王星质量相仿，运行在比冥王星到太阳距离还远十倍的椭圆轨道上。

一直以来，理论天文学家们就对这颗行星感到疑惑：为什么它会在如此远的轨道上运行？

因此，第九行星存在与否仍是一个迷。

　　"现有证据指向第九行星确实存在，但我们无法解释它是如何形成的。

"CfA天文学家、一篇将发表于《天文物理期刊通讯》论文的第一作者Gongjie Li说。

　　第九行星绕太阳运行，距离地球400至1500天文单位(600亿至2200亿公里，一天文单位A.U。

是地球至太阳的平均距离，即1.5亿公里)远。

这使它比太阳系内其他行星都要远得多。

于是问题就变成了：它是直接在轨道附近形成的，还是在别处形成后再到达这里的？Li和她的论文合著者Fred Adam进行了数百万次计算机模拟，考虑了三种可能性。

　　第一情况最有可能：一颗路过的恒星把第九行星往外面拽了一点儿。

这样的话不仅行星会被拖入更宽的轨道，轨道也更加椭圆。

由于太阳在有成千上万邻居的星团中形成，这样的星际邂逅在太阳系早期历史中更加常见。

　　然而，擅自闯入的恒星更有可能将第九行星彻底拉走并逐出太阳系。

Li和Adams发现只有最多10%的可能让第九行星落入它现在所处的轨道。

这颗行星也许出生在一个相当遥远的地方。

　　CfA的天文学家Scott Kenyon觉得他可以解答这个难题。

在两篇提交给《天文物理期刊》的论文里，他和合著者Benjamin Bromley用计算机建模，构建出了第九行星在更宽轨道上形成的合理场景。

"最简单的解决方法，就是在太阳系再构造一个巨型气态行星。

"Kenyon说。

　　他们提出，第九行星在离太阳近得多的地方形成，然后与其他巨型气态行星(尤其是木星和土星)相互影响，随着时间推移，一系列重力反冲将该行星推到了一个更大更椭圆的轨道上。

　　"其实这个过程就像推一个秋千上的孩子。

如果在恰当的时机给孩子一记猛推并不断重复，他们就会越荡越高。

"Kenyon解释说，"然后关键之处就在于如何不要过猛地推，否则行星会被推出太阳系。

"但他认为这种担忧能够通过行星与太阳系内气盘的相互作用避免。

　　他们俩也验证了Li 和 Adams的想法，结果发现初始原行星盘质量和原行星盘寿命的恰当组合可能恰好创造出第九行星，并让它被过路恒星推走。

　　"建模的好处在于可以观测并证实场景的可能与否。

"Kenyon这样说，"分散的巨型气态行星看起来像冰冷的海王星，聚集而成的行星很像无气体的巨型冥王星。

" 　　Li的工作也帮助确定了第九行星形成(或迁移)的时间。

当太阳在星团中诞生时，会频繁地与其他恒星相遇。

因为第九行星运行在宽轨道上，所以在这样的情况下更易被逐出。

因此，第九行星有可能是在太阳离开诞生星团后，才迟迟来到现在的轨道上。

　　Li和Adms还提出了两种更疯狂的可能性：第九行星是被路过的恒星系统捕获的"外星人"，也可能是飘近太阳系时被捕获的独立行星。

但是他们断定这两种可能性均低于2%。

10月13日灶神星冲日，“最亮小行星”迎来观测良机

天空中最亮的小行星——灶神星将于10月13日冲日，冲日前后亮度约为6.3等，迎来观测良机。

为什么冲日前后是观测灶神星的好时机？中国科学院紫金山天文台科普主管王科超说，冲日是指天体与太阳的地心视黄经相差180度，此时天体、地球、太阳三者近似排成一条直线，地球恰好位于中间。

冲日前后，灶神星处于本轮会合周期中距离地球较近的阶段，被太阳照射的一面几乎完全朝向地球，亮度高且整夜可见，因此观测条件最为有利。

“10月中旬的前后数周都比较适合观测。

”王科超介绍，冲日时，灶神星在日落时从东方升起，几乎整夜可观测。

天文爱好者可借助双筒望远镜寻找它。

由于人类肉眼的观测极限约为6等，视力极佳的观测者，在无光污染的暗夜环境下有机会尝试肉眼观测它。

无论用肉眼还是用望远镜观测，灶神星均呈现星点形态。

“灶神星在星空中的位置也并非固定，相对于背景恒星每天会略微向西移动，但移动幅度很小。

借助星图定位，并连续观察几晚，就有机会从相对固定的背景恒星中辨认出这个会慢慢‘挪动’的小行星星点。

”王科超说。

值得一提的是，灶神星与地球距离最近时发生在10月9日，比冲日早4天，并非恰好发生在冲日当天。

王科超解释道，冲日看的是天体与太阳在天空中的相对位置，而不是距离远近。

灶神星的轨道既不是正圆，也与地球轨道不在同一平面，其轨道与黄道面存在约7度的倾角，因此“方向最对”和“距离最近”并不一定落在同一天。

王科超介绍，灶神星于1807年3月29日被发现，是人类发现的第四颗小行星。

灶神星个头相对较大、反照率高，是从地球上看最亮的小行星。

灶神星还有一个特别之处：地球上已经找到了来自它的陨石。

王科超解释道，陨石是太阳系天体形成和演化过程中不同阶段残留的“化石”。

灶神星在漫长的演化过程中经历过剧烈撞击，一些表面岩石由此被抛入太空，部分碎片最终落到地球。

在地球上收集到的无球粒陨石中，有一大类被称为HED族无球粒陨石。

HED取自三类陨石英文名称的首字母，分别是古铜钙长无球粒陨石（Howardite）、钙长辉长无球粒陨石（Eucrite）和古铜无球粒陨石（Diogenite），它们被认为来自灶神星。

“绝大多数陨石很难确定母体来源，但HED陨石不仅是已发现无球粒陨石中数量最多的族群之一，而且母体来源明确，这些‘送到地球的灶神星样品’为科学家研究灶神星的形成演化和撞击历史提供了重要依据。

”王科超说。

（新华社）

无推进剂航天器技术或助人类抵达星辰

## 一枚联盟FG火箭从拜科努尔航天发射场的加加林起点（15号发射工位）发射。

图片来源：比尔英戈尔斯 未来的航天器或许可以通过从行星、阳光和太阳风中获取动量而非使用机载燃料来飞得更远。

每一种传统火箭都面临着同样的问题：它必须携带用于推进自身的物质。

自从康斯坦丁齐奥尔科夫斯基提出火箭方程以来，航天器一直通过燃烧燃料并向后喷射来依据牛顿第三定律向前运动。

但是添加推进剂也会增加重量，这就需要更多燃料来加速更重的飞行器。

这种复合负担对任务造成了严重限制，也使得星际旅行显得异常困难。

如果航天器不需要携带推进剂就能移动呢？ 一篇全面的综述通过研究太空飞行的无推进剂推进技术来探索这种可能性。

这些方法不依赖化学燃烧，而是从太空中已存在的力中获取能量或动量，有可能支持传统火箭无法完成的任务。

旅行者号航天器成功利用引力弹弓效应探索了外行星。

图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室 引力助推用燃料换取时间 引力弹弓是最成熟的无推进剂方法，几十年来一直用于引导航天器。

工程师会在精心选择的时间和角度让航天器掠过行星，使其获得行星轨道动量的一小部分，无需燃烧燃料即可加速。

旅行者号曾利用这一策略到达所有四颗外行星。

它的主要限制在于时机：所需行星必须正确排列，因此发射机会很少，且可行路线受限。

帆利用阳光和太阳风 太阳帆通过利用太阳光的辐射压力提供更持续、更便捷的推进力。

这些巨大的薄膜通过反射光子产生推力，无需燃料就能缓慢但持续地加速。

日本的IKAROS探测器曾成功演示了这项技术，仅依靠太阳光就抵达了金星。

然而，太阳帆需要巨大、轻如蛛丝的材料，这些材料必须在恶劣的太空环境中存活多年，且其性能会随着与太阳距离的增加而显著下降。

伊卡洛斯（IKAROS），这颗展示了太阳帆技术的日本卫星。

图片来源：日本宇宙航空研究开发机构（JAXA） 磁帆采用不同的方法，利用超导线圈产生强大的磁场来偏转太阳风——从太阳持续流出的带电粒子流。

通过推动这种等离子体，磁帆不消耗推进剂就能产生推力。

它们可能比太阳帆提供更好的加速度，且不会像反射膜那样随时间退化。

问题在于？产生所需的磁场需要巨大的超导线圈，其半径可能达到50公里，并且需要维持在低温环境下。

建造和部署此类结构的技术目前根本不存在。

电帆是一种较新的变体，它使用带电系绳而非磁场来排斥太阳风质子。

这类系统有望比磁帆更轻，但它们同样需要部署极长的轻质导线，并且需要大量电力来维持必要的电荷。

每种方法都有其取舍 每种无推进剂方法都有独特优势，但也面临着不同的工程难题。

引力助推目前可行，但需要精确的行星排列。

太阳帆能提供稳定推力，但需要大型且精密的结构。

磁帆和电帆可避免材料退化，但所需技术仍在研发中。

该综述明确指出，没有哪一种单一方法能解决所有挑战，但这些方法结合起来可能从根本上改变我们探索太阳系及更远空间的方式。

对于真正雄心勃勃的星际空间任务而言，不携带推进剂可能不仅是有利的，甚至可能是绝对必要的。

参考文献10.1016j.actaastro.2026.01.024 改编自最初发表于《今日宇宙》的一篇文章。

相关知识 星辰是宇宙中闪烁的天体，包括遥远的恒星、环绕行星的卫星，以及偶尔划过天际的流星。

它们在黑暗中散发微光，曾是古人辨别方向的指南，也承载着人类对宇宙的好奇与想象。

每一颗星辰都有自己的故事，有的诞生于星云坍缩，有的在星系间流浪，是浩瀚宇宙写给地球的浪漫诗篇。

BY: Mark Thompson, Universe Today FY: AI 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处