“第九行星”的新證據

苗千

核心由鐵構成，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，大氣層由氫和氦構成，平均溫度在零下200攝氏度以下，質量大約相當于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——這就是天文學家們所構想的“第九行星”（Planet Nine）。

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

人類發現太陽系內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，才由英國天文學家威廉·赫歇爾（William Herschel）利用望遠鏡觀測到太陽系中的一顆新行星，他將其命名為“行星喬治”，但其最終被科學界命名為天王星。到了1846年，德國天文學家約翰·格弗里恩·伽勒（Johann Gottfried Galle）根據法國數學家奧本·勒維耶（Urbain Verrier）與英國數學家約翰·亞當斯（John Adams）的計算結果進行天文觀測，又發現了一顆新的行星。雖然伽勒希望能以勒維耶為這顆行星命名，但最終科學界命名它為海王星。直到下一個世紀的1930年，才由美國天文學家克萊德·湯博（Clyde Tombaugh）發現了冥王星，但是這個天體在2006年被重新歸類為矮行星。

到了21世紀，人類還有沒有可能發現太陽系中的新行星？目前看來，這個可能性正在不斷增大。盡管充滿爭議，天文學家們似乎正發現著越來越多關于太陽系中一顆未知行星的證據。在每一個黑夜里，都有世界各地的天文學家用各式望遠鏡搜索夜空，希望成為第一個發現“第九行星”的人。“第九行星”是天文學家們為這個假想中的行星取的外號，之前人們習慣于稱呼太陽系內未知的行星為“X行星”，但是一旦真正發現某顆太陽系行星，它的命名必須經過國際天文聯合會的同意，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象。長久以來，天文學家都認為太陽系在大約40億年前形成之后，一直都在穩定地運行，但是越來越多的觀測證據表明，太陽系中存在著很多隨機、混亂的引力現象。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。天文學家們開始相信，在太陽和其他大行星引力微弱的區域，這些小行星的運行軌跡很有可能受一顆巨大、遙遠、神秘的行星所影響。

天文學家們搜索第九行星，起源于2003年。來自美國加州理工學院的兩位行星科學家發現了太陽系邊緣柯伊伯帶的小天體“Sedna”，它遠離太陽，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。此后天文學家們又發現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，似乎受到了統一的影響。

最新的發現愈發增強了天文學家們的信心。在2016年10月16日至21日，美國天文學會（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查計劃（Outer Solar System Origins Survey）小組的科學家公布了他們對在2013年發現的外太陽系小天體“L91”的研究。天文學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，但是已經發現它繞行太陽一周的時間需要超過2萬地球年。

外太陽系起源調查計劃小組的天文學家們是在2013年9月，通過加拿大-法國-夏威夷望遠鏡（Canada–France–Hawaii Telescope）巡視一小塊天空，尋找柯伊伯帶天體的過程中發現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個天文學單位（地球與太陽的距離被稱為一個天文學單位），而距離太陽最遠時則會達到1430個天文學單位。這比此前發現的小天體Sedna的軌道更為狹長，天文學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不僅是目前天文學家發現的距離太陽最遠的太陽系小天體之一，更令人驚奇的是，它的運行軌道在發生著劇烈的變化，這說明它正受到來自某些位置的引力作用的影響——這被很多天文學家看作第九行星存在的新證據。天文學家們所收集的“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，它來自盛產彗星的奧爾特星云，與太陽的最遠距離可以達到3000個天文學單位。

發現L91的天文學家并不愿意承認它的運行軌道一定是受到了尚未被發現的第九行星的影響，他們更愿意把其歸結于一些更容易被接受的原因，例如在太陽系旁邊經過的恒星，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該存在一個夾角。

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

太陽系內的行星數量有限，一旦發現一顆新的行星，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遠不足。行星是如何產生，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？這些問題都還遠沒有答案。