Xem xét các phương pháp thăm dò của chúng ta, làm thế nào có khả năng có những hành tinh không có căn cứ (không phải hành tinh lùn) trong hệ mặt trời của chúng ta?


33

Tôi nghĩ có lẽ không có nhiều hành tinh giữa Sao Thủy và Sao Hỏa, nhưng ngoài Sao Mộc, có rất nhiều khoảng trống giữa các hành tinh. Có thể có một số hành tinh nhỏ ẩn ngoài đó?


2
FYI khi suy đoán đầu tiên về một hành tinh lớn ẩn trong đám mây Oort xuất hiện, tôi đã lấy những con số tồi tệ nhất được đưa ra sau đó để làm một số ước tính về việc nó sẽ khó tìm như thế nào. Quỹ đạo tiềm năng đã được tinh chỉnh kể từ đó, nhưng kết luận cơ bản về "quá mờ nhạt được tìm thấy trong một cuộc khảo sát trên bầu trời trước đó, nhưng có thể phát hiện được thông qua tìm kiếm mục tiêu nếu dự kiến" vẫn còn hiệu lực; và tìm kiếm như vậy đang diễn ra bây giờ. Astronomy.stackexchange.com/questions/13270/9th-planet-location/iêu
Dan Neely

Câu trả lời:


71

Không có hành tinh nào chưa được khám phá giữa mặt trời và sao Hải Vương.

Các vật thể ở gần (với Mặt trời) hơn Sao Hải Vương đủ lớn để được coi là các hành tinh (và không phải các hành tinh lùn) không thể 'ẩn'. Nếu nó ở đó, ánh sáng từ mặt trời sẽ bật ra và chúng ta sẽ thấy nó. Khi nó di chuyển trên quỹ đạo của nó, chúng ta sẽ nhận thấy vị trí trên bầu trời thay đổi, vì vậy chúng ta sẽ biết đó không phải là một ngôi sao.

Tôi muốn đưa ra một câu trả lời rộng hơn cho câu hỏi này: Kích thước tối đa của một vật thể trong hệ mặt trời chưa được khám phá là gì và nó thay đổi như thế nào khi bạn tiến xa hơn từ mặt trời?

Càng xa đối tượng hệ mặt trời thì càng khó phát hiện. Tốc độ mà nó trở nên khó khăn hơn là nghiêm trọng; ánh sáng chúng ta nhận được từ một vật thể có tỷ lệ khoảng .1/r4

( cho ánh sáng truyền từ Mặt trời đến vật thể, và một lần nữa, cho ánh sáng truyền từ vật thể đến chúng ta trên trái đất).1/r21/r2

Chúng ta có thể phát hiện một số tiểu hành tinh xuyên trái đất rất nhỏ. Một số nhỏ như ~ 50 mét ngang. Theo phỏng đoán (và điều này chỉ dựa trên trực giác của tôi chứ không phải bất kỳ tính toán nào), có lẽ không có vật thể nào chưa được khám phá lớn hơn 1 km gần trái đất.

Khi bạn du hành đến hệ mặt trời bên ngoài (Sao Mộc đến Sao Hải Vương), số lượng cơ thể tăng lên đáng kể. Hiện tại có ~ 700.000 cơ quan hệ mặt trời được biết đến và hầu hết trong số chúng xảy ra ở khu vực này. Người ta tin rằng tất cả các tiểu hành tinh lớn hơn 10 km đã được tìm thấy.

Trong khu vực ngay ngoài Sao Hải Vương (30 AU đến 100 AU), chúng tôi đã tìm thấy nhiều vật thể giống như sao Diêm Vương trong hai thập kỷ qua, các vật thể có đường kính từ 500 km trở lên. Để tham khảo, Sao Diêm Vương có chiều dài khoảng 2200 km. Điều hoàn toàn hợp lý là có một số, nếu không phải là nhiều vật thể tương tự ở khoảng cách này chưa được tìm thấy. Một số trong số này sẽ phân loại thành các hành tinh lùn, trong đó chúng có hình tròn, quay quanh mặt trời, nhưng không xóa được 95% quỹ đạo của chúng về các vật chất khác.

Và cuối cùng - và đây là nơi nó trở nên thú vị - nơi nó thực sự xa xôi, có thể có một hành tinh lớn chưa được khám phá , ở mức ~ 700 AU. Được gọi là Hành tinh Chín, đây là một vật thể giả thuyết mà một số nhà thiên văn học (đáng chú ý) tin rằng có tồn tại do các mô hình mà họ nhìn thấy trên quỹ đạo của các hành tinh lùn xa xôi khác. Từ các tính toán, họ ước tính rằng nó sẽ nặng bằng 10 trái đất và di chuyển trong khoảng 200 đến 1200 AU. Tuy nhiên, những khoảng cách này quá lớn và ánh sáng mặt trời ngoài kia rất mờ, đến nỗi ngay cả với những chiếc kính thiên văn tốt nhất và hai năm tìm kiếm, họ vẫn không tìm thấy nó.

Cuối cùng, tôi muốn chia sẻ hai biểu đồ. Đầu tiên là khoảng cách (của cách tiếp cận gần nhất, hoặc perihelion) so với đường kính của các cơ quan hệ mặt trời bên ngoài khác nhau. Ở góc dưới bên phải, thiếu dấu chấm đáng chú ý, biểu thị đại khái là nơi chúng ta chưa có khả năng nhìn thấy các vật thể nhỏ và xa.

Thứ hai là một sơ đồ mở rộng nhưng hơi kém chính xác của cùng một. Kích thước TNO so với biểu đồ khoảng cách perihelion truyện tranh xkcd về các hành tinh chưa được khám phá

Hình ảnh 1 từ trang đối tượng xuyên sao Hải Vương của Johnston . Hình 2 từ xkcd .


10
+1 cho câu trả lời chi tiết nhưng được giải thích đơn giản làm tăng giá trị cho không chỉ câu hỏi mà cả trang web của chúng tôi!
Chappo nói phục hồi Monica

14
Và ngay cả khi hành tinh này bằng cách nào đó vô hình, chúng ta vẫn sẽ phát hiện tác động của nó lên quỹ đạo của các hành tinh khác miễn là nó đủ gần - sau tất cả, đó là cách chúng ta tìm thấy, ví dụ như sao Hải Vương.
Luaan

7
@ Theo định nghĩa, miễn là nó quay quanh mặt trời, đó là một phần của hệ mặt trời ...
jcaron

5
@Flater - Thực sự không có khả năng có một "trái đất" như vậy. Trừ khi nó ở trong một quỹ đạo phù hợp hoàn hảo , nó sẽ từ từ vượt qua Trái đất, hoặc Trái đất sẽ vượt qua nó. Và nó không thể ở trên một quỹ đạo phù hợp hoàn hảo bởi vì các hành tinh khác sẽ làm nhiễu loạn quỹ đạo của nó và quỹ đạo Trái đất khác nhau, vì Trái đất và Trái đất sẽ ở những nơi khác nhau. Thực sự không có nơi nào cho một hành tinh bên trong quỹ đạo của Hải vương tinh ẩn náu. Các cuộc khảo sát cẩn thận đã được thực hiện trên toàn bộ bầu trời và không gian trống rỗng đến nỗi không có gì cản trở.
Đánh dấu Foskey

3
@Mazura WISE quy định các hành tinh lớn. Nhìn vào phim hoạt hình XKCD.
Rob Jeffries
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.