问题

如果太阳系里有一颗行星一直躲在太阳的后面,我们是否能发现它的存在?

回答
当然,让我们来聊聊这个有趣的话题。如果真的有这么一颗行星,一直“悄悄”地藏在太阳后面,我们是否能发现它呢?这个问题,其实牵涉到我们观测天体的方式,以及我们对宇宙的认知。

首先,要理解为什么“躲在太阳后面”这么有迷惑性。太阳是我们太阳系里最耀眼、最庞大的存在,它的光芒如此强烈,以至于任何靠近它的物体都会被这耀眼的光芒淹没,变得难以察觉。就好比你用手电筒照着一个很小的东西,而旁边还有一盏高挂的探照灯,那个小东西自然就隐形了。

那么,我们平时是怎么发现其他行星的呢?最直观的方式就是用望远镜直接观测。我们看着天空,寻找那些不随星星移动的、像小点一样的天体,然后通过分析它们的运动轨迹、光谱等信息来确认它们是行星。但对于“躲在太阳后面”的那颗行星,这种情况就不适用了。它永远在我们视线的盲区,就像你永远看不到自己的后脑勺一样。

但是,这并不意味着我们就束手无策。我们人类的智慧在于,即使看不到,也可以通过间接的证据来推断。这就好比侦探破案,即使没有直接证据,也可以通过现场的蛛丝马迹来还原真相。

以下是几种可能的方法,可以让我们“间接”地感受到这颗“隐形行星”的存在:

1. 引力扰动:

这是最有可能也是最有效的方法。太阳系里的所有行星,包括那些我们看得见的,都在围绕太阳公转,同时它们之间也存在着微弱的引力作用。这些引力会相互影响,导致彼此的轨道产生细微的偏差。

想象一下,太阳系是一个巨大的交响乐团,每个行星都是一个演奏者。虽然太阳是总指挥,但其他乐器之间也会有微妙的呼应和互动。如果突然出现一个看不见的演奏者,他也会发出自己的声音,影响到其他演奏者。

科学家们可以通过极其精确地测量其他已知行星的轨道,特别是那些离太阳“后面”那个假想行星轨道比较近的行星,来寻找它们轨道上的异常。如果某个行星的轨道出现了一连串无法用已知的其他行星来解释的微小摆动,那么我们就需要怀疑,是不是有什么看不见的东西在施加额外的引力。

举个例子,冥王星的发现,最初就是因为它对海王星和天王星轨道的扰动。尽管后来发现计算有误,但这个思路是成立的。如果这颗“隐藏行星”质量够大,它对附近已知行星的引力影响将是无法忽视的。

2. 轨道共振:

有些行星之间会形成有趣的轨道共振,比如木星的许多卫星就处于这种状态。如果这颗隐藏行星与我们已知行星的公转周期之间存在特定的比例关系,这种共振也会表现出一些可测量的影响。虽然这种影响可能比直接的引力扰动要更复杂,但也是一个可以探索的方向。

3. 探测器和航天任务:

如果这颗行星质量足够大,它很可能在太阳系的形成过程中,以及在至今的演化过程中,对小行星带、柯伊伯带甚至更遥远的天体的分布和运动产生影响。

我们可以通过发送专门的探测器,来探索太阳系中那些我们不熟悉甚至有异常的区域。比如,如果某个区域的小行星密度异常,或者它们的轨道分布有什么奇怪的规律,这可能就暗示着有某种未知因素在影响它们。

我们也可以设计一些特殊的航天任务,例如,让探测器以一种非常规的路线穿越太阳系的某个区域,甚至是靠近太阳的另一侧(尽管这非常困难,因为太阳的强光和高温)。在穿越过程中,我们可以通过探测器上携带的引力传感器、粒子探测器等来测量周围环境的异常。

4. 太阳活动和彗星轨道的异常:

这是一个比较间接的可能性,但也不能完全排除。如果这颗行星的引力非常强大,它可能会对太阳的物质分布产生极细微的影响,从而改变太阳的磁场活动,甚至影响到太阳风的传播。

另外,一些长周期彗星的轨道也可能受到未知大质量天体的影响。如果发现许多长周期彗星的回归日期或轨道参数出现系统性的偏差,而这些偏差又无法用已知的行星来解释,我们同样需要考虑是否存在隐藏的引力源。

5. 利用日食和其他遮蔽事件:

这是一个非常具有挑战性的方法。在日食发生时,月球会短暂地遮蔽太阳。如果这颗行星恰好出现在太阳的另一侧,并且其轨道和视位置与太阳接近,那么在特定的、非常罕见的日食观测条件下,或许有可能通过极其精密的仪器,捕捉到它在太阳边缘微弱的光芒,或者它对太阳光线的微弱遮蔽。

但这需要极大的运气,而且这种遮蔽效应会非常微弱,很容易被太阳本身的光晕、地球大气层等因素干扰。

为什么我们至今没有发现这样的行星?

当然,如果真的存在这样一颗行星,而我们又没有发现它,那么一定有其原因。

质量不够大: 如果它的质量相对较小,那么它对其他天体造成的引力扰动就会非常微弱,超出了我们目前最精确的观测能力。
轨道非常稳定且孤立: 如果它的轨道与我们已知的行星轨道没有显著的交叉或共振,那么它对我们日常观测的影响就会更小。
观测技术的局限性: 尽管我们已经有了非常先进的望远镜,但太阳的强光仍然是最大的障碍,尤其是在探测靠近太阳的物体时。
假设的合理性: 科学家们总是会基于已有的观测数据和理论模型来构建太阳系模型。如果一个假设中的行星对现有观测结果的解释能力并不强,或者需要非常极端的条件才能被发现,那么它被纳入主流模型并被积极寻找的优先级就会降低。

总而言之,如果太阳系里真的存在一颗一直“躲在”太阳后面的行星,我们并不能像看见其他行星那样直接“看”到它。但是,通过对其他已知天体轨道极其精密的测量,寻找引力上的“蛛丝马迹”,或者通过更深入的探测任务,我们仍有可能间接发现它的存在。这就像在浓雾中寻找一个看不见的物体,我们需要依赖各种线索,包括它留下的印记,来推断它的位置和大小。科学的魅力就在于此,即使面对无法直接观测的现象,我们也能通过智慧和技术去探索和发现。

网友意见

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在太阳系中,目前已知的行星有八颗。天文学家一直尝试在太阳系中寻找更多的行星,但始终一无所获。那么,会不会有一颗行星一直躲在太阳的后面?我们能否确认存在这样的行星吗?

如果存在一颗始终躲在太阳背后的行星,那么,它必然会与地球共用同一个轨道,它与地球分布在同一个轨道的两端。如果这颗隐藏的行星不在地球轨道上,由于环绕太阳公转的角速度的不同,它不会一直躲在太阳的后方,我们迟早能够在夜空中发现这颗行星。

倘若存在这样一颗隐藏的行星,那么,人类在很长一段时间内不会知道这颗行星的存在。因为它一直被太阳挡住,我们根本没有办法在地球上观测到这颗行星。

然而,自从人类进入太空时代之后,人类有能力把探测器送到太空中。只要让探测器的速度达到第二宇宙速度,就能摆脱地球引力的束缚,进入日心轨道,从而成为环绕太阳运动的卫星。

人类已经发射过一系列的太阳探测器,例如,美国宇航局(NASA)在1974年发射了太阳神1号,在2018年发射了帕克太阳探测器。这些太阳探测器会环绕太阳旋转,它们的轨道与地球不一样,所以公转角速度不同,这意味着它们能够飞到太阳的背面。如果太阳背面存在隐藏行星,早就被太阳探测器发现,但现实中并没有。

另一方面,从天体物理学的角度来看,与地球共用轨道的隐藏行星也不会存在。理论上,隐藏行星所在的位置是太阳和地球的五个拉格朗日点之一,它被称为第三拉格朗日点(L3)。

如果天体要稳定运行在L3上,那它的质量需要远小于地球,不可能是行星级别。否则这个天体将会受到引力扰动而脱离轨道,甚至有可能与地球发生相撞。或者反过来,处在隐藏行星和太阳的L3上的地球会脱离轨道,地球不可能长时间在稳定的轨道上运行。

总之,太阳背后不可能隐藏着一颗尚未发现的行星。如果太阳系中存在第九大行星以及更多的行星,它们也不会出现在水星轨道的内侧,它们都将出现在海王星轨道之外,距离太阳十分遥远的地方。由于这些可能存在的行星远离太阳,它们看起来非常暗,而且在天空中运行的相对速度也极为缓慢,我们很难观测到。

目前,天文学家通过间接地方法来搜寻第九大行星。此前有研究表明,海王星轨道之外的几个小天体的运行轨道出现了异常,天文学家认为只有第九大行星的存在才能解释这种异常现象。人们有理由这样相信,因为当年天文学家发现天王星的轨道存在异常,通过理论计算预言了海王星的存在,进而最终找到了第八大行星。

根据粗略估计,可能存在的第九大行星将会是一颗冰巨行星,它略小于海王星。另外,这颗行星的轨道半长轴相当于日地距离的700倍,它环绕太阳运行一周至少需要一万年的时间。

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在1781年之前,人类认知范围内的太阳系行星,除了地球之外,就只有金木水火土五颗。

而天王星,虽然在此之前被多次观测到,但却一直被认为是一颗属于金牛座的恒星。1781年,英国天文学家赫歇尔终于认识到,这颗颜色暗淡的星体可能不是恒星,而是一颗——彗星。于是他向皇家天文学家通告自己发现了一颗新的彗星。

然鹅,经过包括俄罗斯芬兰等国家天文学家的计算,发现这颗星体的轨道是不规范的近圆,且围绕太阳运动,应该是一颗行星,最终经过多重确认,天王星被发现。

可是,天王星的轨道运行跟天文学家们的计算出现了偏差。

要知道,彼时牛顿的万有引力定律已经成为共识,根据这个定律计算出的轨道出现了错误,要么说明牛顿棺材板没了,要么说明天王星轨道有其他干扰因素。

奔着后一种可能,各大天文学家进行了全方位的观察寻找,最终找到了影响天王星轨道的引力来源——海王星。

然而蹊跷的是,海王星的轨道跟天王星一样不受天文学家计算的束缚,所以根据之前的经验,天文学家预测,海王星之外,还有一颗行星在影响着海王星的运行,这颗未知星体被命名为x。

x早在十九世纪就被计算预测,然而直到1930年,美国洛厄尔天文台23岁的年轻天文学家Clyde Tombaugh才终于确定了这颗后来被开除“行星”籍贯的冥王星。

从以上历史中可以知道,如果太阳背后真的存在一颗未知的行星,即使它能隐藏视觉形态,但是引力的波动对其他行星轨道的影响是隐藏不了的,迟早有一天,它会被其他行星的运行轨道给出卖了。

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