“第九行星”的新证据

苗千

核心由铁构成，在核心的外围包裹着一层硅酸盐，再外层则是一层厚厚的冰，大气层由氢和氦构成，平均温度在零下200摄氏度以下，质量大约相当于10个地球，直径是地球的3倍多，无声无息地运行在太阳系外围，围绕太阳运行一周需要1.5万个地球年的时间，难以被人察觉，却影响着太阳系外围天体的运行轨道——这就是天文学家们所构想的“第九行星”（Planet Nine）。

虽然人们还没找到它存在的切实证据，但是越来越多的人开始相信，发现这颗巨大的行星只是一个时间问题。

人类发现太阳系内行星的速度实在算不上快，除了在夜空中肉眼可见的几颗行星自古以来就被人类所熟悉之外，直到1781年，才由英国天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）利用望远镜观测到太阳系中的一颗新行星，他将其命名为“行星乔治”，但其最终被科学界命名为天王星。到了1846年，德国天文学家约翰·格弗里恩·伽勒（Johann Gottfried Galle）根据法国数学家奥本·勒维耶（Urbain Verrier）与英国数学家约翰·亚当斯（John Adams）的计算结果进行天文观测，又发现了一颗新的行星。虽然伽勒希望能以勒维耶为这颗行星命名，但最终科学界命名它为海王星。直到下一个世纪的1930年，才由美国天文学家克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）发现了冥王星，但是这个天体在2006年被重新归类为矮行星。

到了21世纪，人类还有没有可能发现太阳系中的新行星？目前看来，这个可能性正在不断增大。尽管充满争议，天文学家们似乎正发现着越来越多关于太阳系中一颗未知行星的证据。在每一个黑夜里，都有世界各地的天文学家用各式望远镜搜索夜空，希望成为第一个发现“第九行星”的人。“第九行星”是天文学家们为这个假想中的行星取的外号，之前人们习惯于称呼太阳系内未知的行星为“X行星”，但是一旦真正发现某颗太阳系行星，它的命名必须经过国际天文联合会的同意，一般情况下是以罗马神话中的神命名。

如果第九行星真的存在，它可以帮助我们解释目前太阳系中很多令人难以理解的现象。长久以来，天文学家都认为太阳系在大约40亿年前形成之后，一直都在稳定地运行，但是越来越多的观测证据表明，太阳系中存在着很多随机、混乱的引力现象。尤其是在太阳系外部，柯伊伯带一些小天体的极端运行轨道更是难以用常理解释。天文学家们开始相信，在太阳和其他大行星引力微弱的区域，这些小行星的运行轨迹很有可能受一颗巨大、遥远、神秘的行星所影响。

天文学家们搜索第九行星，起源于2003年。来自美国加州理工学院的两位行星科学家发现了太阳系边缘柯伊伯带的小天体“Sedna”，它远离太阳，运行轨道狭长并且和太阳系平面形成一个夹角，这难以用太阳或是其他行星的引力作用来解释。此后天文学家们又发现了几个与之类似的柯伊伯带小天体，这些天体都具有非常类似的性质，似乎受到了统一的影响。

最新的发现愈发增强了天文学家们的信心。在2016年10月16日至21日，美国天文学会（American Astronomical Society）在加州帕萨迪那召开的一次会议上，来自外太阳系起源调查计划（Outer Solar System Origins Survey）小组的科学家公布了他们对在2013年发现的外太阳系小天体“L91”的研究。天文学家们尚未探明这个由冰雪覆盖的小天体的具体大小和形状，但是已经发现它绕行太阳一周的时间需要超过2万地球年。

外太阳系起源调查计划小组的天文学家们是在2013年9月，通过加拿大-法国-夏威夷望远镜（Canada–France–Hawaii Telescope）巡视一小块天空，寻找柯伊伯带天体的过程中发现L91的。L91从来不会太靠近太阳，它与太阳最近时也距离超过50个天文学单位（地球与太阳的距离被称为一个天文学单位），而距离太阳最远时则会达到1430个天文学单位。这比此前发现的小天体Sedna的轨道更为狭长，天文学家们至今仍不知道该如何解释小天体是怎样形成这样的轨道的。

L91不仅是目前天文学家发现的距离太阳最远的太阳系小天体之一，更令人惊奇的是，它的运行轨道在发生着剧烈的变化，这说明它正受到来自某些位置的引力作用的影响——这被很多天文学家看作第九行星存在的新证据。天文学家们所收集的“海王星外天体”（trans-Neptunian Objects）的名单变得越来越长，这些天体的运行轨道大多狭长——其中还包括2014 FE72，它来自盛产彗星的奥尔特星云，与太阳的最远距离可以达到3000个天文学单位。

发现L91的天文学家并不愿意承认它的运行轨道一定是受到了尚未被发现的第九行星的影响，他们更愿意把其归结于一些更容易被接受的原因，例如在太阳系旁边经过的恒星，或是受到来自银河系的引力影响——L91的运行轨道与太阳系几乎在同一个平面上，如果是受到第九行星的影响，它的轨道与太阳系平面应该存在一个夹角。

目前有很多乐观的天文学家试图根据电脑模型的预测轨道，直接通过望远镜观察这颗遥远的行星，但时至今日，天文学家们还没有找到关于第九行星存在的确切证据。它是否存在，在天文学界似乎更像是一个关乎信心的问题。加拿大自治领天体物理观测台的天文学家约翰·卡法拉斯（John Kavelaars）认为，第九行星“只有1%的可能真实存在”；而卡内基科学研究所的天文学家斯科特·谢泼德（Scott Sheppard）则认为第九行星“大约有90%的可能存在”。

太阳系内的行星数量有限，一旦发现一颗新的行星，必然会名留青史。另一方面，对于第九行星的苦苦追寻，也说明人类对于太阳系的了解仍然远远不足。行星是如何产生，各自的轨道又是如何形成，太阳系外围的柯伊伯带和奥尔特星云对于太阳系又有怎样的影响？这些问题都还远没有答案。