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

不過，自1846年海王星被發(fā)現(xiàn)以后，相當(dāng)長一段時間內(nèi)，幾乎沒有人再去尋找新的行星，因為能找到的機(jī)會十分渺茫。

近些年，關(guān)于太陽系內(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，美國科學(xué)家還計算出了“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)身太陽系邊緣

實際上，從概率上講，在太陽系內(nèi)發(fā)現(xiàn)新行星的可能性不大。我們來對太陽系這片區(qū)域做一個摸查。假如在海王星到太陽之間的范圍存在新行星，那么依靠現(xiàn)有觀測條件是可以看到的，但現(xiàn)實是，天文學(xué)家們并沒有觀測到。

而在外太陽系范圍的“海王星外天體”（TNO）中，存在新行星的可能性非常小。“因為這個區(qū)域的物質(zhì)密度更低，行星的成長時間要花上億年，十分漫長，所以不太可能長出行星。”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報記者采訪時說。

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徑（幾百個天文單位）。對此，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，它們不僅軌道半長徑很長，而且近日點(diǎn)距離也很大，超過了40個天文單位。另外，這些天體的近日點(diǎn)方向基本指向同一個方向。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，來自美國加州理工學(xué)院的邁克·布朗被稱為“冥王星殺手”，因為他的研究對冥王星降級為“矮行星”起了直接作用。但也正是他，計算出“行星九”不存在的概率為0.002。如今，太陽系似乎有望重新?lián)碛械诰糯笮行牵�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。但無論何時去看，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，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，所以很多人會反對存在‘行星九’的說法。然而，隨著近幾年不斷有新發(fā)現(xiàn)，‘行星九’存在的統(tǒng)計學(xué)顯著性逐漸提高。”周禮勇解釋道。

直接觀測到“老九”有難度

目前雖然未能直接觀測到“行星九”，但可以通過數(shù)學(xué)模型和計算機(jī)模擬推測它的存在。科學(xué)家通過計算機(jī)模擬估計行星的位置，并提出了“行星九”的一些基本參數(shù)。比如，“行星九”的軌道半長徑是200至800個天文單位，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：“因為現(xiàn)在的參數(shù)很有限，而且，關(guān)于“行星九”的位置定位并沒有足夠精確，只是一個比較寬泛的范圍。假如這顆星真的存在，由于身處遙遠(yuǎn)的太陽系邊緣，那么它肯定十分暗淡。”

視星等，是指可見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)的星體卻可能因為與地球之間遙遠(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，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報記者采訪時表示，沒有直接觀測到“行星九”的原因很簡單。“一種情況是，現(xiàn)有的論文所提的推測不準(zhǔn)確，‘行星九’實際不存在，那當(dāng)然就觀測不到。另一方面，‘行星九’若位于柯伊伯帶或更遠(yuǎn)的地方，那么觀測難度非常大。”

高健補(bǔ)充道，如果“行星九”距離太陽很遙遠(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。

除了觀測手段，也有人通過理論手段尋找“行星九”。周禮勇介紹道，根據(jù)行星的攝動理論，如果“行星九”存在，除了對周圍的小天體產(chǎn)生影響，還會影響其他行星，比如木星。

因此，科學(xué)家利用比對行星歷表的方法去尋找“行星九”。“但目前的觀測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)界尚無定論

不過，科學(xué)家正在考慮用其他方案尋找這顆行星。比如，通過下一代CMB（宇宙微波背景）實驗。宇宙微波背景是迄今為止觀測到的最古老的光，記錄著有關(guān)宇宙的歷史信息。通過望遠(yuǎn)鏡和超級計算機(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解。

周禮勇表示，有不少研究人員對“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)過少不足以說明問題。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——為什么一個體積龐大的行星會離太陽如此遙遠(yuǎn)？

“因為離太陽越遠(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，如果“行星九”是一顆從外部飄來的流浪行星，對于俘獲它的機(jī)制目前并沒有很好的解釋。

“說實話，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，致使周圍出現(xiàn)軌道奇特的小天體。但為什么有這樣一群小天體呢？至今依然沒有很好的解釋。

高健直言，“行星九”的存在并沒有得到天文界的共識。但有關(guān)太陽系天體的望遠(yuǎn)鏡搜尋項目很多，也不斷有新的太陽系小天體、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’或許可以滿足人類無窮無盡的好奇心。當(dāng)然如果真的發(fā)現(xiàn)‘行星九’，會對太陽系形成理論帶來挑戰(zhàn)，特別是如果這個‘行星九’個頭夠大的話。”高健說。