“第九行星”的新證據(jù)

苗千

核心由鐵構(gòu)成，在核心的外圍包裹著一層硅酸鹽，再外層則是一層厚厚的冰，大氣層由氫和氦構(gòu)成，平均溫度在零下200攝氏度以下，質(zhì)量大約相當(dāng)于10個地球，直徑是地球的3倍多，無聲無息地運行在太陽系外圍，圍繞太陽運行一周需要1.5萬個地球年的時間，難以被人察覺，卻影響著太陽系外圍天體的運行軌道——這就是天文學(xué)家們所構(gòu)想的“第九行星”（Planet Nine）。

雖然人們還沒找到它存在的切實證據(jù)，但是越來越多的人開始相信，發(fā)現(xiàn)這顆巨大的行星只是一個時間問題。

人類發(fā)現(xiàn)太陽系內(nèi)行星的速度實在算不上快，除了在夜空中肉眼可見的幾顆行星自古以來就被人類所熟悉之外，直到1781年，才由英國天文學(xué)家威廉·赫歇爾（William Herschel）利用望遠(yuǎn)鏡觀測到太陽系中的一顆新行星，他將其命名為“行星喬治”，但其最終被科學(xué)界命名為天王星。到了1846年，德國天文學(xué)家約翰·格弗里恩·伽勒（Johann Gottfried Galle）根據(jù)法國數(shù)學(xué)家奧本·勒維耶（Urbain Verrier）與英國數(shù)學(xué)家約翰·亞當(dāng)斯（John Adams）的計算結(jié)果進(jìn)行天文觀測，又發(fā)現(xiàn)了一顆新的行星。雖然伽勒希望能以勒維耶為這顆行星命名，但最終科學(xué)界命名它為海王星。直到下一個世紀(jì)的1930年，才由美國天文學(xué)家克萊德·湯博（Clyde Tombaugh）發(fā)現(xiàn)了冥王星，但是這個天體在2006年被重新歸類為矮行星。

到了21世紀(jì)，人類還有沒有可能發(fā)現(xiàn)太陽系中的新行星？目前看來，這個可能性正在不斷增大。盡管充滿爭議，天文學(xué)家們似乎正發(fā)現(xiàn)著越來越多關(guān)于太陽系中一顆未知行星的證據(jù)。在每一個黑夜里，都有世界各地的天文學(xué)家用各式望遠(yuǎn)鏡搜索夜空，希望成為第一個發(fā)現(xiàn)“第九行星”的人。“第九行星”是天文學(xué)家們?yōu)檫@個假想中的行星取的外號，之前人們習(xí)慣于稱呼太陽系內(nèi)未知的行星為“X行星”，但是一旦真正發(fā)現(xiàn)某顆太陽系行星，它的命名必須經(jīng)過國際天文聯(lián)合會的同意，一般情況下是以羅馬神話中的神命名。

如果第九行星真的存在，它可以幫助我們解釋目前太陽系中很多令人難以理解的現(xiàn)象。長久以來，天文學(xué)家都認(rèn)為太陽系在大約40億年前形成之后，一直都在穩(wěn)定地運行，但是越來越多的觀測證據(jù)表明，太陽系中存在著很多隨機(jī)、混亂的引力現(xiàn)象。尤其是在太陽系外部，柯伊伯帶一些小天體的極端運行軌道更是難以用常理解釋。天文學(xué)家們開始相信，在太陽和其他大行星引力微弱的區(qū)域，這些小行星的運行軌跡很有可能受一顆巨大、遙遠(yuǎn)、神秘的行星所影響。

天文學(xué)家們搜索第九行星，起源于2003年。來自美國加州理工學(xué)院的兩位行星科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了太陽系邊緣柯伊伯帶的小天體“Sedna”，它遠(yuǎn)離太陽，運行軌道狹長并且和太陽系平面形成一個夾角，這難以用太陽或是其他行星的引力作用來解釋。此后天文學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了幾個與之類似的柯伊伯帶小天體，這些天體都具有非常類似的性質(zhì)，似乎受到了統(tǒng)一的影響。

最新的發(fā)現(xiàn)愈發(fā)增強(qiáng)了天文學(xué)家們的信心。在2016年10月16日至21日，美國天文學(xué)會（American Astronomical Society）在加州帕薩迪那召開的一次會議上，來自外太陽系起源調(diào)查計劃（Outer Solar System Origins Survey）小組的科學(xué)家公布了他們對在2013年發(fā)現(xiàn)的外太陽系小天體“L91”的研究。天文學(xué)家們尚未探明這個由冰雪覆蓋的小天體的具體大小和形狀，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它繞行太陽一周的時間需要超過2萬地球年。

外太陽系起源調(diào)查計劃小組的天文學(xué)家們是在2013年9月，通過加拿大-法國-夏威夷望遠(yuǎn)鏡（Canada–France–Hawaii Telescope）巡視一小塊天空，尋找柯伊伯帶天體的過程中發(fā)現(xiàn)L91的。L91從來不會太靠近太陽，它與太陽最近時也距離超過50個天文學(xué)單位（地球與太陽的距離被稱為一個天文學(xué)單位），而距離太陽最遠(yuǎn)時則會達(dá)到1430個天文學(xué)單位。這比此前發(fā)現(xiàn)的小天體Sedna的軌道更為狹長，天文學(xué)家們至今仍不知道該如何解釋小天體是怎樣形成這樣的軌道的。

L91不僅是目前天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的距離太陽最遠(yuǎn)的太陽系小天體之一，更令人驚奇的是，它的運行軌道在發(fā)生著劇烈的變化，這說明它正受到來自某些位置的引力作用的影響——這被很多天文學(xué)家看作第九行星存在的新證據(jù)。天文學(xué)家們所收集的“海王星外天體”（trans-Neptunian Objects）的名單變得越來越長，這些天體的運行軌道大多狹長——其中還包括2014 FE72，它來自盛產(chǎn)彗星的奧爾特星云，與太陽的最遠(yuǎn)距離可以達(dá)到3000個天文學(xué)單位。

發(fā)現(xiàn)L91的天文學(xué)家并不愿意承認(rèn)它的運行軌道一定是受到了尚未被發(fā)現(xiàn)的第九行星的影響，他們更愿意把其歸結(jié)于一些更容易被接受的原因，例如在太陽系旁邊經(jīng)過的恒星，或是受到來自銀河系的引力影響——L91的運行軌道與太陽系幾乎在同一個平面上，如果是受到第九行星的影響，它的軌道與太陽系平面應(yīng)該存在一個夾角。

目前有很多樂觀的天文學(xué)家試圖根據(jù)電腦模型的預(yù)測軌道，直接通過望遠(yuǎn)鏡觀察這顆遙遠(yuǎn)的行星，但時至今日，天文學(xué)家們還沒有找到關(guān)于第九行星存在的確切證據(jù)。它是否存在，在天文學(xué)界似乎更像是一個關(guān)乎信心的問題。加拿大自治領(lǐng)天體物理觀測臺的天文學(xué)家約翰·卡法拉斯（John Kavelaars）認(rèn)為，第九行星“只有1%的可能真實存在”；而卡內(nèi)基科學(xué)研究所的天文學(xué)家斯科特·謝潑德（Scott Sheppard）則認(rèn)為第九行星“大約有90%的可能存在”。

太陽系內(nèi)的行星數(shù)量有限，一旦發(fā)現(xiàn)一顆新的行星，必然會名留青史。另一方面，對于第九行星的苦苦追尋，也說明人類對于太陽系的了解仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。行星是如何產(chǎn)生，各自的軌道又是如何形成，太陽系外圍的柯伊伯帶和奧爾特星云對于太陽系又有怎樣的影響？這些問題都還遠(yuǎn)沒有答案。