第九大行星 太阳系行星为什么少了冥王星

伤我心太深

　　可怜的冥王星，它曾经位列太阳系九大行星，但现在距离它被逐出行星行列并降级为矮行星已经过了整整10年。这一切始于2005年，那一年天文学家发现了阋神星。这一发现直接导致了一场有关行星定义的激烈辩论，最终冥王星被从行星行列中除名。


　　现在，雪上加霜的是，行星俱乐部也许确实有第九名成员，但并非冥王星。在太阳系的边缘地带，那里天体之间的奇特相关性暗示着有一颗隐匿行星的存在，它或许是真正的第九颗行星。




　　最早的线索出现在2012年，当时美国卡内基科学研究所的天文学家斯科特·谢泼德在太阳系外围发现了一个新天体，其正式名称为2012VP113，轨道比冥王星要远得多。经过长时间对其轨道的跟踪，谢泼德于2014年注意到它的轨道与太阳系中另一个遥远天体塞德娜的轨道有着让人无法相信的相似性——它们抵达各自近日点的角度似乎是相同的。之前天文学家推测，这些低温天体的轨道应该是随机分布的，于是这一相关性令人生疑。天文学家认为，一定有什么东西把它们驱赶到了这些类似的轨道上。

　　更重要的是，无论是什么在一开始把它们赶到了一起，这一作用必定仍在持续，否则这些天体的轨道会随着时间再次随机分布。谢泼德认为，唯一合理的解释是还有另外一颗行星。这颗至今尚未被发现的行星的引力正在看护塞德娜和2012VP113的轨道。为了做到这一点，它的质量必须在地球的10倍至15倍之间，属于一颗迷你海王星。

　　但是，只有两个研究对象是很难得出具体结论的，天文学家需要更多的遥远天体。2016年年初，有4颗海王星外天体加入这一行列中。当时，存在第九颗行星的消息开始成为世界各地的头条新闻。这些新加入的天体也有着与塞德娜和2012VP113相似的轨道。根据阋神星的发现者、有着“冥王星杀手”之称的天文学家迈克·布朗的分析，这些共同特征纯属巧合的概率只有0.007%。



　　这并非天文学家第一次通过观测发生在其他天体上的效应来发现一颗新的行星，海王星就是这样于1846年被发现的。当时，天文学家注意到天王星的轨道存在异常，认为这是由一颗更遥远的行星的引力造成的。当望远镜指向天文学家预测的天区时，很快就发现了海王星。

　　然而，追踪第九颗行星并不那么容易——要搜索的天区面积非常大，该天体的轨道距离太阳极其遥远。据估计，它需要一两万年才能绕太阳公转一周。它到太阳的平均距离被认为是地球的约700倍，是冥王星的约20倍。如果我们要看到它，阳光必须一路跋涉到那里，然后再原路返回。由于光的强度会随距离增加而衰减，第九颗行星看上去将会极其暗弱。当然，这同时取决于其表面的成分，而它还很有可能是深黑色的。

　　如果天文学家能够确定它的大致区域，那将是极有帮助的。天文学家预计，这颗行星拥有一条大椭圆轨道，其近日点与太阳的距离预计为200天文单位，而其远日点的距离则为这个数字的6倍。

　　幸运的是，研究工作已经开始缩小搜索范围。谢泼德说：“它现在必定在约500天文单位之外。”这个数字是根据环绕土星的“卡西尼”探测器获得的数据得出的。“卡西尼”已经环绕土星运转了10多年，如果第九颗行星目前正位于其近日点的话，科学家应该能发现它对“卡西尼”探测器施加的引力效应。这是整个拼图中非常宝贵的一块。

　　根据“卡西尼”的数据还可以排除掉某些天区，缩小搜索范围，这可以提升找到这颗行星的概率。现在，已经在围绕木星运转的“朱诺”号也将进行类似的测量。


　　我们假定这颗行星处于从500天文单位到它的远日点之间，但这仍然是一个非常广阔的区域。谢泼德认为，发现它需要把当前的技术发挥到极限，他有信心在未来几年找到它。迈克·布朗正忙着使用夏威夷的昴星望远镜来搜寻第九颗行星。如果在下一个10年这些搜寻仍未取得成功，那么目前正在智利建造的大口径全天巡视望远镜很可能会改变这一切。这台望远镜有着一面8米多宽的主镜和一架32亿像素的照相机，它有能力在其运转的头一年发现第九颗行星。




　　要知道，发现第九颗行星并不仅仅意味着教科书要被再次修改，它还能使我们更好地认识太阳系的形成。目前最好的太阳系形成理论是尼斯模型，它的基本观点是，巨行星在定居到目前的轨道之前，会在太阳系早期进行迁移。问题是，当计算机模拟一开始只有4颗巨行星的情况时，大多不能得出今天我们看到的太阳系。作为尝试，天文学家想知道，如果再添加一颗巨行星会发生什么情况。当他们进行有5颗巨行星的计算机模拟时，结果往往能与今天的太阳系相符。唯一麻烦的是，迄今我们并没有在太阳系中看到第五颗巨行星。

　　也许现在我们可以了。第九颗行星也许是一颗从内太阳系被抛射出去的巨行星的核心。因此，找到这一来自太阳系动荡幼年期的遗存将有助于加深我们对行星形成的认识。

　　不过，需要提醒的是，这绝非天文学家第一次预言太阳系中还有一颗新行星的存在，而那些预言最终都随着时间烟消云散了。但是，对第九颗行星的搜寻说明太阳系还有很多东西有待探索，总有新的事物有待被发现。这个领域即将发生一场革命。在过去几年中，天文学家在海王星和冥王星周围发现了新的卫星，“新地平线”号进入了柯伊伯带，并将在2019年1月抵达柯伊伯带天体2014MU69。



　　随着盖在太阳系冰冷外缘上的帷幕逐渐被拉开，天文学家无疑会有更多新的发现。兴许我们将有机会发现一颗新的行星，让太阳系行星的数目重回9颗。如果真的出现这一情况， 那冥王星实在太“可怜”了。