“行星九”到底存不存在

劉霞

自2006年國際天文聯(lián)合會（IAU）將冥王星“驅(qū)逐”出太陽系的行星家族后，盡管呼喚冥王星回歸的聲音此起彼伏，但也有不少科學家在為冥王星尋找替補。

2016年，加州理工學院的兩名科學家宣布，太陽系或許存在神秘的“行星九”（Planet Nine），在尋找海王星之外的“行星X”的歷程中，這是證據(jù)最為強有力的一次。自此，尋找“行星九”的大戲開始上演。

這幕大戲可謂精彩紛呈，高潮迭起，各路人馬你唱罷我登場，提出了“行星九”可能存在的各種證據(jù)。但美國科學家提出的最新結(jié)論稱，“行星九”可能根本就不存在，證明其存在的引力拉動作用，其實是一群月球大小天體的聯(lián)合引力。

“行星九”出場隨著觀測技術(shù)和觀測手段不斷升級，科學家發(fā)現(xiàn)了一些距離太陽非常遙遠的極端太陽系天體，其中包括被稱為“塞德娜”（Sedna）的矮行星。“塞德娜”與太陽的距離差不多是日地距離（1個天文單位，約1.5億公里）的76倍——相較而言，太陽系內(nèi)距離太陽最遙遠的行星海王星與太陽之間的距離約為日地距離的30倍。

位于柯伊伯帶、不受海王星引力影響的“塞德娜”和其他極端天體令人費解——科學家認為，這些天體與由氣體和灰塵組成的原始旋轉(zhuǎn)盤聚合而成的行星、小行星和其他天體一道形成，它們曾經(jīng)距離太陽更近，但后來，某些未知力量將這些天體中的少部分向外推到了現(xiàn)在的極遠軌道。

2016年，加州理工學院的邁克爾·布朗和康斯坦丁·巴蒂金據(jù)此提出了“行星九”的存在。他們表示，假設(shè)中的“行星九”比地球大，圍繞海王星外的軌道運行，每1.5萬年左右繞太陽公轉(zhuǎn)一圈，與太陽的距離絕不超過日地距離的200倍，其引力可能將“塞德娜”這樣的天體推到了現(xiàn)在的軌道。

都是小天體“惹的禍”？

不過，英國《自然》雜志6月5日刊發(fā)報道稱，美國科羅拉多大學博爾德分校天體物理學家安-瑪麗·麥迪根和本科生雅各布·弗萊西格在4日于丹佛召開的美國天文學會會議上表示，“塞德娜”這樣的天體之所以會到現(xiàn)在的軌道，整個故事情節(jié)不需要“行星九”的存在，導致外太陽系幾何形狀如此奇特的“幕后推手”可能是數(shù)百顆月球大小的天體，它們也在海王星外的軌道繞太陽運行。

麥迪根和弗萊西格采用超級計算機，模擬了位于海王星之外的柯伊伯帶冰凍區(qū)域內(nèi)的天體之間的相互作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，很多月球大小的天體可以具備假設(shè)中的“行星九”的影響。

他們解釋說，數(shù)百萬年來，這些月球大小的小天體的引力共同作用，影響遙遠天體的軌道。小天體會像碰碰車那樣相互碰撞，偶爾導致某個天體移動到非常遙遠的軌道。最新模擬表明，正如一些觀察所得的結(jié)論，更大質(zhì)量的天體將被扔到最遙遠的軌道上。

弗萊西格說：“是更小的天體而非看不見的‘行星九造成了這種情況，這些天體共同的引力會將一些天體拖入遠離內(nèi)太陽系的軌道。”迄今為止，天文學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了上述天體中的一小部分，如果該區(qū)域存在更多此類天體，或許可以解釋為何其他遙遠天體以現(xiàn)有方式移動。

加拿大國家研究委員會（NRC）赫茨伯格天體物理研究所天文學家薩曼莎·勞勒說，這項研究看起來“非常酷”，而且“非常有潛力”，可以解釋遙遠的天體如何進入現(xiàn)在的軌道。

麥迪根表示，他們的研究也可以解釋外太陽系的其他一些奧秘，比如5月報道的被稱為“2015 BP519”天體的奇特軌道問題。當時美國密歇根大學的科學家報告說，計算機模擬表明，該天體被一顆尚未現(xiàn)身的行星牽引到“異常軌道”。新研究表明，小行星之間的引力相互作用也會將該天體踢入現(xiàn)在這樣怪異的角度。

蓋棺定論還需更可靠證據(jù)

麥迪根和弗萊西格說，如果有大量此類天體存在的證據(jù)，會削弱“行星九”存在的可能性，剝奪“行星九”在這出宇宙大戲中的“主角”地位。

當然，“行星九”的支持者不會輕易放棄。巴蒂金說，他的計算無法證明，遙遠天體的引力拉動作用會影響其他天體的軌道。

他說：“如果另一個模型可以在不借助‘行星九的情況下解釋遙遠的柯伊伯帶的反常結(jié)構(gòu)，那將非常有趣。但不幸的是，情況可能并非如此。”

據(jù)悉，巴蒂金和布朗正在使用昴星團望遠鏡尋找“行星九”。昴星團望遠鏡位于夏威夷，由日本所有，是一款8米口徑的望遠鏡。它擁有足夠巨大的集光面積，以及巨大的視場，或許能夠檢測到他們假設(shè)的“行星九”這樣一顆暗淡的天體。

研究人員稱，科學家將繼續(xù)發(fā)掘有助于回答有關(guān)外太陽系演進問題的新天體。“外太陽系起源調(diào)查”（the Outer Solar System Origins Survey）是去年12月結(jié)束的一項國際合作，該調(diào)查發(fā)現(xiàn)有超過840顆冰冷的天體圍繞著海王星外的軌道運行。

“行星九”是否要退出宇宙“舞臺”？其最終命運如何？只能等待進一步的觀測結(jié)果，提供更扎實可靠的證據(jù)，才能讓一切蓋棺定論。