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利用 IRAS 和 AKARI 数据搜索第九颗行星

地球与行星天体物理 2025-07-02 v1 天体物理仪器与方法 太阳与恒星天体物理

摘要

外太阳系在理论上可能隐藏着一颗未被发现的行星,常被称为 P9。模拟表明,其引力影响可能解释了银河系小天体在库伊伯带中异常的聚集现象。然而,迄今为止尚未发现 P9 的观测证据,因为其预测轨道位于海王星之外,在此处仅反射极其微弱的阳光。本工作旨在利用两项遥感全天景观测数据(IRAS 和 AKARI)寻找 P9 候选星。由于这两项观测相隔 23 年,足以检测到约每年 3 分弧秒的轨道运动。我们使用专门的 AKARI 远红外点源列表进行 P9 搜索——AKARI 月度未确认源列表,其中包括在小时尺度上多次检测到的源,但在数月后未被检测到。我们搜索在目录中给定的 IRAS 和 AKARI 检测之间以慢速方式移动的天体。首先,我们通过假设其质量、距离和有效温度来估计 P9 的预期辐射 flux 与轨道运动,以确保其可被 IRAS 和 AKARI 检测,然后应用位置和 flux 选择准则缩小目录中源的数量。随后,我们产生所有可能的候选对,其角分离范围限制在 42 分弧秒至 69.6 分弧秒之间,对应于日距范围为 500 至 700 天文单位 (AU) 以及质量范围为 7 至 17 颗地球质量的候选星。经过选择准则筛选后,得到 13 对候选星。经过图像检查,我们发现其中一个良好候选星,其 IRAS 源在 23 年后在同一坐标上的 AKARI 图像中不存在,反之亦然。然而,AKARI 和 IRAS 的检测不足以确定该候选星的完整轨道。这一问题导致需要后续观测,以确定我们候选星的开普勒运动。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.17288,
  title  = {A Search for Planet Nine with IRAS and AKARI Data},
  author = {Terry Long Phan and Tomotsugu Goto and Issei Yamamura and Takao Nakagawa and Amos Y. -A. Chen and Cossas K. -W. Wu and Tetsuya Hashimoto and Simon C. -C. Ho and Seong Jin Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.17288},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 6 figures, 2 tables. Accepted for publication in Publications of the Astronomical Society of Australia (PASA). See the oral presentation video in the 2024 ASROC Annual Meeting: https://youtu.be/n4f6-4tdKWY?si=QtLL6c9UrA1v0TyR