不知不覺(jué)，距離上一次在太陽(yáng)系內(nèi)發(fā)現(xiàn)行星已過(guò)去了170多年。如果能在太陽(yáng)系內(nèi)發(fā)現(xiàn)新的行星，或許是可以獲得諾貝爾獎(jiǎng)的事。

　　不過(guò)，自1846年海王星被發(fā)現(xiàn)以后，相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，幾乎沒(méi)有人再去尋找新的行星，因?yàn)槟苷业降臋C(jī)會(huì)十分渺茫。

　　近些年，關(guān)于太陽(yáng)系內(nèi)神秘行星的討論變得熱烈。有天文學(xué)家表示，在太陽(yáng)系的邊界上可能藏著一顆行星——行星九。如今，已有文章討論了它可能是何種模樣的細(xì)節(jié)。不久前，美國(guó)科學(xué)家還計(jì)算出了“行星九”不存在的概率為0.002。

　　為什么一些天文學(xué)家認(rèn)為太陽(yáng)系一定存在“老九”?如果存在，它是什么模樣，又身處何方?

　　奇特天體現(xiàn)身太陽(yáng)系邊緣

　　實(shí)際上，從概率上講，在太陽(yáng)系內(nèi)發(fā)現(xiàn)新行星的可能性不大。我們來(lái)對(duì)太陽(yáng)系這片區(qū)域做一個(gè)摸查。假如在海王星到太陽(yáng)之間的范圍存在新行星，那么依靠現(xiàn)有觀測(cè)條件是可以看到的，但現(xiàn)實(shí)是，天文學(xué)家們并沒(méi)有觀測(cè)到。

　　而在外太陽(yáng)系范圍的“海王星外天體”(TNO)中，存在新行星的可能性非常小。“因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域的物質(zhì)密度更低，行星的成長(zhǎng)時(shí)間要花上億年，十分漫長(zhǎng)，所以不太可能長(zhǎng)出行星。”南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授周禮勇接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)。

　　直到2014年左右，天文學(xué)家陸續(xù)在柯伊伯帶(海王星軌道之外黃道面附近的區(qū)域)發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的天體，它們具有很大的軌道半長(zhǎng)徑(幾百個(gè)天文單位)。對(duì)此，有人解釋道，這種情況是海王星引力散射作用導(dǎo)致的。

　　但是近5年，天文學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了另外一些奇怪的天體，它們不僅軌道半長(zhǎng)徑很長(zhǎng)，而且近日點(diǎn)距離也很大，超過(guò)了40個(gè)天文單位。另外，這些天體的近日點(diǎn)方向基本指向同一個(gè)方向。如果是海王星或其他行星的散射作用，這些天體的近日點(diǎn)距離應(yīng)該是比較小的。而在大行星的攝動(dòng)作用之下這些天體的近日點(diǎn)方向也應(yīng)該逐漸彌散。

　　一直以來(lái)，來(lái)自美國(guó)加州理工學(xué)院的邁克·布朗被稱(chēng)為“冥王星殺手”，因?yàn)樗难芯繉?duì)冥王星降級(jí)為“矮行星”起了直接作用。但也正是他，計(jì)算出“行星九”不存在的概率為0.002。如今，太陽(yáng)系似乎有望重新?lián)碛械诰糯笮行?，但這一次，“老九”不是冥王星。

　　2016年，邁克·布朗和同事康斯坦丁·巴特金發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系邊緣柯伊伯帶中的6顆天體出現(xiàn)了奇怪的運(yùn)行軌道，它們就像6塊以不同速率運(yùn)轉(zhuǎn)的鐘表。但無(wú)論何時(shí)去看，這些鐘表指針都在相同地方。天文學(xué)家認(rèn)為，這一現(xiàn)象碰巧發(fā)生的可能性為0.007%。在排除其他可能性后，兩人推測(cè)，造成這種現(xiàn)象的原因可能是“一顆真正的行星”在發(fā)揮引力作用。

　　是否有可能是暗物質(zhì)的作用呢?周禮勇表示，太陽(yáng)系附近暗物質(zhì)的密度很低，所以不可能是暗物質(zhì)的影響。

　　“最初，這樣奇怪的天體并不多，所以很多人會(huì)反對(duì)存在‘行星九’的說(shuō)法。然而，隨著近幾年不斷有新發(fā)現(xiàn)，‘行星九’存在的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性逐漸提高。”周禮勇解釋道。

　　直接觀測(cè)到“老九”有難度

　　目前雖然未能直接觀測(cè)到“行星九”，但可以通過(guò)數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)模擬推測(cè)它的存在。科學(xué)家通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬估計(jì)行星的位置，并提出了“行星九”的一些基本參數(shù)。比如，“行星九”的軌道半長(zhǎng)徑是200至800個(gè)天文單位，質(zhì)量是地球質(zhì)量的5—10倍，軌道偏心率是0.2—0.5，軌道傾角是15°至25°。

　　但“行星九”撲朔迷離，用望遠(yuǎn)鏡“鎖定”它相當(dāng)困難。周禮勇解釋道：“因?yàn)楝F(xiàn)在的參數(shù)很有限，而且，關(guān)于“行星九”的位置定位并沒(méi)有足夠精確，只是一個(gè)比較寬泛的范圍。假如這顆星真的存在，由于身處遙遠(yuǎn)的太陽(yáng)系邊緣，那么它肯定十分暗淡。”

　　視星等，是指可見(jiàn)光波段所看到的星體亮度，根據(jù)傳統(tǒng)定義，其數(shù)值越大越暗，反之則越亮，而且其取值可以是負(fù)數(shù)。視星等既與星體的發(fā)光能力(光度)有關(guān)，也與星體與觀測(cè)者的距離有關(guān)。因此，暗弱、甚至本身不發(fā)光的星體可以擁有很低的視星等值，如滿月時(shí)月球的視星等約為-12;而發(fā)光能力很強(qiáng)的星體卻可能因?yàn)榕c地球之間遙遠(yuǎn)的距離而有著很高的視星等值。根據(jù)“行星九”的大小、反照率以及與地球的距離推測(cè)，這顆神秘行星的亮度約為22等—24等。

　　周禮勇坦言，要在天空中很大一片區(qū)域去尋找一顆遙遠(yuǎn)的天體，并不容易。

　　北京師范大學(xué)天文系教授高健接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，沒(méi)有直接觀測(cè)到“行星九”的原因很簡(jiǎn)單。“一種情況是，現(xiàn)有的論文所提的推測(cè)不準(zhǔn)確，‘行星九’實(shí)際不存在，那當(dāng)然就觀測(cè)不到。另一方面，‘行星九’若位于柯伊伯帶或更遠(yuǎn)的地方，那么觀測(cè)難度非常大。”

　　高健補(bǔ)充道，如果“行星九”距離太陽(yáng)很遙遠(yuǎn)，那么它屬于氣態(tài)巨行星的可能性很小，畢竟現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的柯伊伯帶天體大多是冰質(zhì)天體。

　　除了觀測(cè)手段，也有人通過(guò)理論手段尋找“行星九”。周禮勇介紹道，根據(jù)行星的攝動(dòng)理論，如果“行星九”存在，除了對(duì)周?chē)男√祗w產(chǎn)生影響，還會(huì)影響其他行星，比如木星。

　　因此，科學(xué)家利用比對(duì)行星歷表的方法去尋找“行星九”。“但目前的觀測(cè)精度不能否定也不能肯定‘行星九’的存在。”周禮勇表示。

　　存在與否學(xué)界尚無(wú)定論

　　不過(guò)，科學(xué)家正在考慮用其他方案尋找這顆行星。比如，通過(guò)下一代CMB(宇宙微波背景)實(shí)驗(yàn)。宇宙微波背景是迄今為止觀測(cè)到的最古老的光，記錄著有關(guān)宇宙的歷史信息。通過(guò)望遠(yuǎn)鏡和超級(jí)計(jì)算機(jī)解析其微妙的特征，宇宙學(xué)家已經(jīng)獲得了關(guān)于宇宙屬性及其歷史的見(jiàn)解。

　　周禮勇表示，有不少研究人員對(duì)“行星九”的存在持懷疑態(tài)度。一種觀點(diǎn)認(rèn)為現(xiàn)在研究的這批具有特殊軌道的小行星，樣本數(shù)過(guò)少不足以說(shuō)明問(wèn)題。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，以現(xiàn)有的機(jī)制，很難理解“行星九”存在的合理性——為什么一個(gè)體積龐大的行星會(huì)離太陽(yáng)如此遙遠(yuǎn)?

　　“因?yàn)殡x太陽(yáng)越遠(yuǎn)，物質(zhì)密度越低，演化速度也越慢，所以很難想象這樣的環(huán)境能孕育出一顆體積龐大的行星。”周禮勇解釋?zhuān)绻?ldquo;行星九”是一顆從外部飄來(lái)的流浪行星，對(duì)于俘獲它的機(jī)制目前并沒(méi)有很好的解釋。

　　“說(shuō)實(shí)話，我不認(rèn)為‘行星九’存在，頂多是大一點(diǎn)的海王星外天體。”高健表示。

　　美國(guó)科羅拉多大學(xué)的研究人員雅各布·弗萊西格也認(rèn)為“行星九”并不存在，而是一群小天體共同產(chǎn)生作用，致使周?chē)霈F(xiàn)軌道奇特的小天體。但為什么有這樣一群小天體呢?至今依然沒(méi)有很好的解釋。

　　高健直言，“行星九”的存在并沒(méi)有得到天文界的共識(shí)。但有關(guān)太陽(yáng)系天體的望遠(yuǎn)鏡搜尋項(xiàng)目很多，也不斷有新的太陽(yáng)系小天體、海王星外天體被發(fā)現(xiàn)，如果真有“行星九”，隨著觀測(cè)技術(shù)的提高和天文學(xué)家的關(guān)注，早晚還是能發(fā)現(xiàn)的。

　　“尋找‘行星九’或許可以滿足人類(lèi)無(wú)窮無(wú)盡的好奇心。當(dāng)然如果真的發(fā)現(xiàn)‘行星九’，會(huì)對(duì)太陽(yáng)系形成理論帶來(lái)挑戰(zhàn)，特別是如果這個(gè)‘行星九’個(gè)頭夠大的話。”高健說(shuō)。