冥王星“出局”後 我們還能找到太陽系第九大行星嗎

雖然目前人類並沒有發現第九行星存在的確鑿證據，但也沒有絕對否定它的存在。不少天文學家堅定相信第九行星的存在，並且一直在鍥而不捨地尋找證據。當然，不同於那些第九行星的忠實“信徒”，也有天文學家堅定認為第九行星並不存在，認為第九行星的相關理論距離可驗證仍相去甚遠。

最初，在我們的認知當中，太陽系內共有九大行星圍繞著太陽運轉。2006年8月，第26屆國際天文聯合會的一紙決議，將還不如月球大的冥王星開除“行星籍”，劃為矮行星，從此太陽系第九行星的位置便空了出來。

那麼，太陽系是只有8顆行星嗎？近年來不斷有天文學家提出，在海王星以外的太陽系邊緣，或許還存在著一個我們尚未發現的行星。

在一項最新研究中，為了尋找太陽系第九行星，研究人員研究了兩次相隔20多年的紅外巡天數據，給了任何假設存在的行星足夠多的時間來移動到天空中的不同位置。研究人員在海量數據中發現了500多顆候選行星。結果卻證明這些候選者並不是行星，這幾乎排除了太陽系存在第九行星的可能性。

太陽系“老九”，是否真的存在？

撲朔迷離的太陽系“老九”

雖然太陽系第九行星的身影撲朔迷離，但人們對尋找“老九”的熱情卻一直沒有消失。2012年，巴西天文學家羅德尼·戈梅斯提出，太陽系中仍然可能存在第九行星。戈梅斯的理由是，他發現在海王星外層的柯伊伯帶中，有數個小型冰狀天體的運作軌道出現攝動，即某個天體因受其他天體吸引等原因而産生軌道上的偏差。戈梅斯通過計算進一步指出，這些小型天體軌道的變化可能是由於海王星以外還存在著一個行星級別的天體，它或許就是太陽系中的第九行星。

而就在冥王星被除名的10年後，來自美國加州理工學院的康斯坦丁·巴特金和他的導師邁克·布朗宣稱，他們發現在柯伊伯帶中有6顆天體的運作軌道異常。這6顆天體雖然以不同的速率運轉，但其軌道的近日點指向基本一致，而在自然條件下碰巧出現這一情況的概率只有1/14000。這6顆行星距離海王星最近時也有數十個天文單位(1天文單位約等於1.5×108千米)的距離，因此海王星似乎不可能對它們施加影響。於是他們將這6顆天體運作軌道異常的原因歸結為存在第九行星。他們利用數學模型和電腦模擬推測，第九行星的品質大約為地球品質的10倍，其到太陽的距離是海王星到太陽平均距離的20倍。

第九行星的假設一經提出，似乎讓不少此前懸而未決的問題都有了合適的答案。眾所週知，行星圍繞太陽公轉的黃道面指向與太陽的自轉軸指向並不完全重合，而是有約7度的傾斜角，此前人們一直未能對這一現象做出合理解釋。而巴特金與布朗的研究則指出，尚未被發現的第九行星，很可能正是造成太陽獨特傾斜角的原因。

南京大學天文與空間科學學院教授周禮勇表示：“第九行星的假設確實能夠為我們觀察到的一些難以理解的天體運作現象提供解釋。但這種解釋並不是唯一的。”

發現“老九”的直接和間接方法

理論模型是一回事，能否真的找到第九行星就是另一回事了。最直接的辦法當然是通過望遠鏡直接觀測，如果我們能看到第九行星的真實面貌，毫無疑問是“鐵證如山”。但周禮勇認為，直接觀測到第九行星的難度極大，“首先，如果它真的存在，那麼它與我們的距離將會非常遙遠，這也就意味著亮度很低，很難直接觀測到。”周禮勇説，其次，即使是利用大口徑光學望遠鏡進行觀測，也存在著另一瓶頸，“一般光學望遠鏡設計上有一個很重要的特點，即口徑越大、視場越小。這意味著如果用大口徑光學望遠鏡去觀測，每次也只能看見很小的一片區域，搜尋難度較大。”

除了直接用望遠鏡觀測第九行星，周禮勇提出，或許還可以像發現海王星那樣，通過觀測它對其他行星軌道的影響來尋找其存在的有力證據。“如果發現有其他行星的軌道發生偏離，並且現有的太陽系模型無法解釋，就有可能是第九行星在‘作怪’。”但他也補充道，即使真的存在第九行星，並且對其他行星軌道産生了影響，這個影響也是一個十分漫長的過程，可能需要非常高的觀測精度、積累很長時間的觀測數據才能發現。

對於巴特金與布朗的研究結果，周禮勇則認為其尚不足以對第九行星的存在提供有力支撐。他提到，針對遠距離太陽系天體的觀測，最近發表的一組觀測數據顯示，所謂的天體軌道近日點指向聚集，更有可能是一種隨機現象。“這種少數天體軌道指向聚集很有可能是一種有限觀測數據所造成的假像。就是説只要類似天體數量足夠多，而觀測機會比較少，就有可能出現這樣一種假像。”周禮勇還進一步指出，天文學中存在著觀測選擇效應，“比如因為銀河系的銀心特別亮，情況比較複雜，所以我們在做觀測的時候往往會主動避開這個方向。那麼在這種有選擇的觀測情況下觀測到的一些結果，只能稱之為現象，是不是完全的事實，還需要更全面的觀測數據來支撐。”

尋找過程比結果更重要

雖然目前人類並沒有發現第九行星存在的確鑿證據，但也沒有絕對否定它的存在。周禮勇開玩笑地表示：“現在對於是否真有第九行星這個問題，在天文學界已經成為一種‘信仰’般的存在了。”比如巴特金和布朗便堅定相信第九行星的存在，並且一直在鍥而不捨地尋找證據。而像這對師徒一樣，相信第九行星存在的天文學家不在少數。在2021年12月23日發表于《天體物理學雜誌》增刊的一篇論文中，研究人員對長達6年的望遠鏡數據進行了研究，試圖在南部天空中識別第九行星的可能蹤跡。最終挑選的3000多個可能候選光源，結果都無法被證實為行星。但搜尋無果並不能代表這顆行星不存在，研究人員表示，這項研究僅覆蓋了該行星在天空中10%—20%可能存在的區域，還有大片可能區域等待著被觀測。

不同於那些第九行星的忠實“信徒”，也有天文學家堅定認為第九行星並不存在。曾專注于柯伊伯帶天體研究的天文學家大衛·朱伊特便壓根兒不相信第九行星的存在，他認為第九行星的相關理論距離可驗證仍相去甚遠。

周禮勇同樣也對第九行星的存在持懷疑態度，他更傾向於認為部分天文學家苦苦追尋的“老九”實際並不存在。“如果按照理論計算，那麼大的一顆行星，存在於那麼遠的軌道上，其軌道的偏心率、傾角又都那麼大，我覺得這從最初的行星起源上就很難解釋。”周禮勇認為，距離太陽如此遙遠的柯伊伯帶，其本身存在的物質稀少，要形成如此巨大的一顆行星，這種可能性微乎其微。“當然也有人認為，這顆行星有可能來自太陽系外，是被太陽的引力捕獲而來的。但太陽系的引力系統是一個可逆的系統，被太陽系吸引的天體從哪來，就會回哪去，想把它留下來，是一件非常困難的事情，需要很苛刻的條件。”周禮勇對第九行星來自太陽系外的解釋也並不認同。此外，還有其他觀點認為，很早以前太陽有一顆伴星，而第九行星或許就是這顆伴星遺留下來的行星。為了解釋第九行星存在的合理性，各類觀點眾説紛紜。周禮勇認為，雖然種種解釋或許都存在理論上的可能，但其實際發生的概率都非常小，“這些解釋多多少少都有一點牽強，是為了解釋一個觀測方面的難題而引入了更多的難題。”

或許第九行星存在與否我們暫時無法確定，但就像天文學家佩德羅·貝爾納迪內利所説的那樣，關於第九行星的爭論從根本上讓人們更加關注外太陽系。如果我們能夠找到第九行星，那將是驚人的發現；如果不能，我們則需要認真解釋那些異常現象。但無論如何，我們都已經從兩種研究中學到了東西。