太陽系“老九”真的存在嗎？怎樣可入選“第九大行星”

太陽系“第九大行星”（圖片來源：科技日報）

繼冥王星被除名之后，科學家們一直不遺余力地尋找是否存在新行星補缺“第九大行星”。雖然發現了一些關於“第九大行星”存在的証據，但有科學家認為，這些所謂的証據充其量隻能說是線索。太陽系是否真的有“第九大行星”依然是個謎。

在剛剛過去的11月15日，朋友圈被“超級月亮”霸屏。對於遙遠的外太空，公眾似乎總是充滿了無盡的好奇。比如說，繼冥王星被除名之后，太陽系究竟是否存在新行星補缺“第九大行星”？

近日，美國天文學會會議上展示了3顆已發現的海王星外側天體（TNO），這些天體加上最初發現的6顆天體，讓人們推測其存在或許和“第九大行星”有著某種必然聯系。與此同時，據英國《每日郵報》報道，天文學家最新發現了4條獨特的“柯伊伯帶”軌道，這更暗示了神秘的“第九大行星”或許真的存在。不過無論是推測也好暗示也罷，到現在為止這個太陽系的“老九”依然是個謎。

怎樣的行星可入選“第九大行星”？

要說太陽系“第九大行星”，就不得不提令人心傷的冥王星，2006年，冥王星突然被降級，這讓公眾莫名驚詫。

“其實，冥王星降級是籌劃已久的事情。”北京天文館館長朱進說，原因很簡單，人們現在對於太陽系的認識，跟冥王星剛被發現的時候，已經有了很大不同。

長期以來，究竟怎樣大小的行星可稱之為“大行星”在國際天文學界並無硬性和嚴格的規定。人們把那些圍繞著恆星公轉的不發光天體稱為行星，不幸的是，這個鬆散的定義同時也囊括了數千顆小行星。

朱進表示，其實所謂的“大行星”，首先必須是繞著太陽公轉，“個子大”也是其重要特點之一﹔同時，行星還需要依靠自身流體靜力學平衡，形成一個球狀體，顯然冥王星非常符合上述的兩項標准。但最重要的是，大行星還需要將其軌道附近的其他小天體“清掃”干淨。“即這一天體必須將運行軌道和運行環境內的其他體積較大的天體通過引力作用碰撞清除掉，不能有其他小天體和其運行軌道相同。顯然，冥王星不符合這一條件。”與其他八大行星不同，在冥王星軌道附近存在一大堆小天體，到目前為止天文學家已經發現了1000多顆。

朱進指出，之前，“第九大行星”被人們普遍認為再次被發現的可能性並不大，但前段時間也有天文學家通過計算認為其有存在的幾率。

天體軌道異常能証明“老九”存在？

早在今年年初，美國加州理工學院的邁克·布朗和康斯坦丁·巴特金在《天文物理期刊》發表他們的研究成果，宣布他們發現太陽系柯伊伯帶中6顆天體的運行軌道異常，這6顆天體雖然以不同速率運轉，但其運行軌道卻擁有相同的傾角，且朝向太陽的角度相近，而自然條件下碰巧出現這一情況的幾率隻有1/14000（0.007%）。在排除其他可能性后，這兩位天文學家認為，造成這種現象的原因可能是一顆未知行星在背后默默地發揮引力影響。

“但是，這兩位天文學家也承認，目前還無法通過望遠鏡觀測到這顆未知行星，因為這顆未知行星距離太陽十分遙遠，行星表面反射的太陽光極其微弱，所以看起來就像黑屋子中的一顆煤球，極難發現。”國家天文台鄭永春博士說，現在科學家們寄希望於世界最大光學望遠鏡——大麥哲倫望遠鏡，待2021年這架望遠鏡建成時，或許有可能觀測到這顆未知行星。

鄭永春表示，由於未知行星的引力會導致柯依伯帶天體的運行軌道發生傾斜，如果未來觀測到該區域更多天體的運行軌道發生異常，存在這顆未知行星的結論就會更有說服力。

太陽獨特傾角或因“老九”造成？

與此同時，就像美國天文學家指出的，這顆未見過的大行星的影響力，除了可以解釋垂直於太陽系平面的天體擁有的奇怪軌道外，更會為太陽朝著其軸線略微傾斜這一現象提供重要的科學依據。

眾所周知，太陽系行星軌道平面相對於太陽保持7度傾斜角,從而使太陽看上去輕微翹起,此前沒有研究人員對這一現象提出合理解釋。而美國加州理工學院的科學家研究指出，未被發現的“第九大行星”,可能是造成太陽獨特傾角的原因。

他們利用數學模型和計算機模擬推測，該行星大約為地球10倍大小,其運行軌道到太陽的距離是海王星到太陽平均距離的20倍。這顆行星的角動量對太陽系造成了極大影響。南京大學天文與空間科學學院副教授謝基偉認為如果“第九大行星”確實存在的話，它的確可以為太陽的7度軌道傾角提供一種合理解釋，“但這也並非太陽軌道傾角產生的唯一答案。”在他看來，這些所謂太陽系“第九大行星”存在的証據隻能說是線索，而並非是充分証據。

太陽系除了“老九”還有“老十”？

就在人們對太陽系“第九大行星”尚未有確切論斷的時候，西班牙馬德裡康普頓斯大學和英國劍橋大學的科學家通過數學計算得出，在冥王星以外的太陽系空間，可能至少隱藏著兩顆未知行星，其引力影響了海王星外已知天體的軌道。如果得到証實，這個假說可能會顛覆太陽系的模型。

鄭永春介紹，在過去數十年內，天文學家一直對太陽系中是否存在未被發現的未知行星爭議不斷。按照最近所作的計算，想要解釋已知的那些極端海王星外天體（ETNO）的軌道，太陽系裡就必須存在不止一顆、至少兩顆未知行星。

目前被廣泛接受的太陽系理論認為，海王星軌道以外穿行的這些天體，軌道分布應該是隨機的。再加上某種觀測偏差，它們的軌道必須滿足一系列特征：軌道半長軸接近150天文單位（1天文單位相當於地球到太陽的平均距離），軌道傾角幾乎為0度，近日點輻角也要接近0度或者180度。但已發現的10多顆極端海王星外天體的實際情況卻很不相同：它們的軌道半長軸相差極大（介於150天文單位和525天文單位之間），軌道傾角的平均值約為20度，近日點輻角則是負31度，沒有任何一個天體接近180度。

參與這項研究的馬德裡康普頓斯大學科學家卡洛斯·德拉富恩特·馬科斯解釋說：“這些天體的軌道參數出人意料，讓我們相信有某種不可見的力量在改變這些天體的軌道參數。最有可能的解釋是在海王星和冥王星以外還有其他未知的行星。”

馬科斯認為：“考慮到我們掌握的數據非常有限，未知行星的具體數目現在還不清楚，但我們的計算暗示，在太陽系疆域內至少還有兩顆未發現的行星，甚至更多。”

“不管怎樣，在天文望遠鏡觀測証實之前，太陽系存在未知行星一切還隻能是推測。”鄭永春說。朱進也表示，作為天文發現，並不是隱約看到某種趨勢就能對此下定義，必須拿出實際的直接觀測証據。如果這顆行星真實存在的話，未來完全可以通過天文學儀器等手段的提升直接觀測到。

若有“老九”或改變太陽系命運？

多年以來，科學家一直在思考，是否有一個謎一樣的“第九大行星”。盡管這顆行星尚未被發現，但新的研究表明當太陽走向其生命的終點時，這個可能存在的“第九大行星”將有可能導致至少一個行星的毀滅。

來自英國沃裡克大學的研究人員指出，太陽預計將在70億年后開始衰亡，那時它將在拋射出自己一半質量的同時迅速膨脹。這一過程中，地球會被太陽所吞噬。接下來太陽將逐漸黯淡下去，最后成為所謂的白矮星。拋射出的物質將推動木星、土星、天王星和海王星遠離太陽，達到我們之前認為的“安全距離”上。但研究人員現在認為，如果太陽系存在“第九大行星”的話可能會改變這一結局。

新的理論指出，位於太陽系的“第九大行星”有可能不會被推走。相反，它在一種“撞球”效應的作用下，可能會傷到太陽系內一個乃至更多的行星。研究人員使用了一套獨特的代碼以模擬行星系統的衰亡，他們標記了數個不同的“第九大行星”的可能位置。最后發現，“第九大行星”距離太陽越遠，自身質量越大，它給太陽系帶來災難的概率就越大。（記者 付麗麗）