第九行星

文/苗千

第九行星

文/苗千

家，温暖的家，离开家门后便多是冰雪。

如果说太阳系内部是人类温暖的家园，人类享受着地球表面的土地、海洋和空气，还有来自太阳的光和热，那么到了太阳系的边缘环境就截然不同了。在海王星轨道外侧的柯伊伯带充满了各种由小冰块、小岩石构成的天体，这里也是太阳系内大多数彗星的发源地（广义来说太阳系的区域还要包括在柯伊伯带之外更为广阔的奥尔特云）。

2016年1月20日，来自加州理工学院的行星科学家麦克·布朗和康斯坦丁·巴特金在《天文期刊》发表论文《太阳系内存在遥远的巨星行星的证据》，报告了他们通过观测和计算机模拟得出的结论。这篇论文一经发表，立刻引起了全世界学术界和媒体的关注，因为他们进行的是一场持续了一个多世纪的追寻。这两位科学家认为，在太阳系边界的柯伊伯带，可能存在着一颗巨大的行星——太阳系的第九颗行星。他们的假设如果能够得到证实，将会大幅拓宽太阳系的范围，并且改变人类对于柯伊伯带的认识。

这两位行星科学家认为，在45亿年前，太阳系形成的初期，有可能存在一个质量与海王星接近的行星被碰撞出距离太阳较近的行星形成的区域，这颗行星在运行过程中有可能受到气体的阻碍而速度减缓，最终缓慢地游荡在太阳系外围，沿着一个遥远的轨道运行，大约每1.5万年才会绕行太阳一周。这个尚未被确认就已经被命名为“第九行星”的假想中的天体在理论上距离太阳最近时也会超过地球与太阳距离的200倍，最远时这颗在太阳系外部游荡的巨型行星距离太阳会达到600 个- 1200个天文单位。

人类追寻太阳系外围行星已经有上百年的历史。在十九世纪40年代，天文学家们正是通过观测天王星轨道的摄动，首先在理论上推断出了海王星的存在；之后通过对海王星轨道的观测，人们推测还有另外一个大行星存在，科学家们就此开始了对太阳系内第九颗行星的寻找。在1906年，美国科学家兼富商帕西瓦尔·罗威尔建立了罗威尔天文台，用于寻找他心目中在海王星之外的太阳系行星，并为之命名“行星X”。在1930年发现的冥王星被认为就是罗威尔生前苦苦寻找的行星X。但是随着人类对于太阳系了解的逐渐加深，行星科学家们逐渐意识到冥王星只是属于柯伊伯带的小天体，它的质量并不足以对天王星和海王星的轨道产生巨大的影响。2006年，冥王星被降级为矮行星，太阳系又只剩下八大行星了（目前也有很多科学家认为冥王星的发现是一个巧合）。

这篇吸引到全世界关注的论文的作者之一麦克·布朗，正是当年在国际天文学联合会大会上力主将冥王星降级为矮行星的重要人物，他还曾经写了一本畅销书《我如何杀死了冥王星》讲述这个故事，这个巧合难免让人们对于第九行星是否真的存在更加好奇。

布朗和巴特金论文的审稿人，在法国尼斯蔚蓝海岸天文台工作的意大利科学家亚历山德罗·莫比德利在一份声明中说，这两人做出了“非常有力的论证”，他确信在太阳系中确实还存在着这样一颗行星。加州大学的行星动力学家格雷戈里·劳福林对于这个结果感到尤其激动，他认为这将是太阳系研究中的一件头等大事——如果最终被证实的话，“最让人感到激动的是，这颗行星是可以被探测的”。

对第九行星的电脑模拟，起源于行星科学家们对于柯伊伯带天体进行探测的新结果。人类在1992年发现了第一个柯伊伯带天体，此后不断有新发现。通过对柯伊伯带天体运行轨道的观测，人们怀疑这些小天体的运行受到了某个巨型天体的引力影响。但是这个巨型天体的身份尚不得而知，有可能只是某个穿行太阳系的天体所引发。

在2003年，布朗领导的一个研究小组发现了柯伊伯带天体“Sedna”。Sedna呈长椭圆形的运行轨道使它成为当时已知的最遥远的太阳系天体，它与太阳最近的距离也有76个天文单位。此后科学家们又发现了几个与Sedna类似的柯伊伯带天体，它们的轨道与Sedna都有相似之处。促使布朗对第九行星进行模拟和探测的契机始于2014年，行星科学家查德威克·特鲁希略与斯科特·谢泼德在《自然》杂志发表论文，报告他们发现的另一个柯伊伯带天体“2012 VP113”，这个与Sedna类似的天体与太阳最近的距离也有80个天文单位。

这些柯伊伯带天体的运行轨道具有相同的倾角，朝向太阳的角度也相同，在自然条件下发生这种情况的概率只有0.007％。这给布朗带来灵感，他排除了在海王星外穿行的天体的影响，巴特金开始编写电脑模拟程序，两个人终于合作发现了假想中的第九行星。在论文发表之后，布朗甚至略显激动地说，“杀死”冥王星很有趣，但是这件事（发现第九行星的重要性）比其他的一切都重要。

目前仍然处于假想中的第九行星尚未得到所有行星科学家的一致认同。美国航空航天局（NASA）的科学家艾伦·斯托芬对于这颗行星的存在就持怀疑态度。在接受采访时她表示，NASA在银河系中已经发现了超过5000颗行星，但是还从未发现过类似于模型中描述的行星。

布朗和巴特金正在使用日本国家天文台在夏威夷建造的斯巴鲁光学望远镜（Subaru Telescope）搜寻第九行星，布朗估计大约需要5年来真正发现这颗行星。另外，预计于2020年在智利完工的巨型麦哲伦望远镜（Giant Magellan Telescope）也可能帮助行星科学家们寻找第九行星。而在此之前，第九行星仍然只存在于科学家们的模拟程序中。