太阳系的魅影

张唯诚

在太阳系的“远郊”，相当于海王星轨道之外那黑暗幽深的地方，可能有一颗神秘的星球正在缓缓地绕着太阳运行。它的存在虽然只是一种猜测，但天文学家“感觉”到了它的影响力，这种影响力令一些遥远的冰质天体显示了奇异的举动。加利福尼亞理工学院的两位行星学家康斯坦丁·巴特金和迈克·布朗用计算机模拟获得了一些数据，他们分析了这些数据后对这颗星球有了一些初步的了解。

这会是“第九大行星”吗？

2016年，这两位科学家在他们的论文中描述了这颗星的大致情况：它的质量大约是地球的10倍，位于距太阳300亿千米的轨道上，这个距离相当于太阳和地球距离的200倍。

然而，有关这颗星的更多证据十分缺乏，而且，搜索工作也是困难重重。人们现在能够肯定的是：一些冰质天体的重叠轨道十分可疑，这种现象不仅显示着一颗行星的存在，它甚至能帮助人们将视线投向正确的地方。

人们正式寻找这颗行星大约开始于2014年，寻找地点是海王星轨道之外，那里有一条名为“柯伊伯带”的地方，是冥王星的“地盘”，一些冰质天体和冥王星共同存在于这个巨大的环形地带中。人们发现，有12颗“柯伊伯带”天体在靠近太阳时大致同时穿越了太阳系的平面，这表明，在这些轨道的更外围，有一种力量在影响着它们，这种力量很可能就来自于一颗大行星的引力，它把那些冰质天体束缚在了一块不大的空间里。

可疑的现象并不是只有这些，巴特金和布朗还发现了更加奇怪的事，他们注意到，有6颗“柯伊伯带”天体的轨道被拉成了狭长的椭圆形，那些椭圆延伸的方向全都靠向一侧，并且，这些轨道还大致处在一个平面上，假若这样的事情是随机的，那么存在的可能性便只有0.007%。美国亚利桑那大学的行星学家雷努·马尔霍特拉形象地说：“想象一下你将一把铅笔随意地撒到桌面上，假若它们都指向一个方向，那显然是非同寻常的。”

这颗行星的存在还可以解释另外两个奇怪天体的运行，这两颗名为“塞德娜”和“2012VP113”的矮行星，运行于更靠近太阳系边缘的地方，它们的轨道和我们已知的大行星离得非常远。天文学家们认为，这样的状况也可能是那颗神秘的“第九大行星”造成的。

人们推测，“第九大行星”诞生的时候可能更靠近太阳，然后，被离太阳更近的大天体“踢”了出去，于是它便来到了现在这样一个远离太阳的轨道上。将它踢出去的大行星应该就是木星、土星、天王星和海王星中的一颗。

历史上的类似事件

因察觉星体的运行呈现异常而发现了另一颗星体，这在历史上并不是第一次。1781年天王星被发现后，人们就察觉到天王星的运行与根据牛顿理论推导的情形并不一致，这暗示在天王星轨道附近可能还有一颗行星影响着它的运行。1846年，法国数学家勒维耶和约翰·柯西·亚当斯计算出了那颗假想行星所在的位置和质量。勒维耶把计算结果告诉了他的朋友、柏林天文台的天文学家约翰·格弗里恩·伽勒。伽勒接到计算结果后即把天文望远镜指向了那个方位，他果然发现了一颗行星——海王星。

海王星的发现和现在人们对“第九大行星”的搜寻有着共同之处。有所不同的是，当年勒维耶和亚当斯要设法搞清楚的问题是为什么天王星显示了和万有引力不相符的运行规律，而巴特金和布朗则要回溯到太阳系的过去，他们需要把“第九大行星”和太阳系演化的历史联系起来。

与此同时，搜寻“第九大行星”这样的事在历史上也同样不是第一次。当海王星发现后，这样的搜索就开始了。1930年，美国天文学家克莱德·汤博宣布，他找到了这颗星，它就是冥王星。此后，冥王星便作为太阳系的“第九大行星”存在。直到2005年，一颗比冥王星更大的天体被人们发现了。它叫“厄里斯”，中文名“阋神星”，而这颗星的主要发现者之一就是布朗。

阋神星比冥王星大，似应为太阳系中的第十大行星。然而，天文学家认为，把阋神星称为第十大行星是不合适的，这种和冥王星差不多大小的天体最好归入一个独立的类别。于是，阋神星并没有成为第十大行星，它和冥王星一起成了“矮行星”。这样一来，冥王星的大行星地位就失落了。

矮行星是介于大行星和小行星之间的一种天体，这个概念的出现是人们对太阳系行星世界有了更多认识后产生的结果。“行星”这个词来源于古希腊，它的原意是“游走的星球”。在古希腊，生活于2000多年前的自然哲学家亚里士多德首先确定了天空中有7颗行星，它们是太阳、月亮、水星、金星、火星、木星和土星。人们将这些星称为“行星”的历史长达1500年。

如何搜索“第九大行星”？

到了16世纪，由于波兰天文学家哥白尼提出了日心说，太阳便脱离了行星的行列，但望远镜的出现又使行星的数量重新增加。1610年，意大利天文学家伽利略第一次用望远镜观察了星空，他在木星周围发现了4颗卫星。17世纪后期，天文学家惠更斯和卡西尼又在土星周围发现了5颗卫星。这样一来，到了17世纪末，行星就增加到了15颗，因为人们将那些在木星和土星周围发现的卫星也都称为行星。

从那以后到20世纪，天空中行星的数量仍然一直处在波动中。首先是从15颗减到了6颗，因为人们把那些围绕行星运行的天体归到了卫星一类。此后，6颗行星又变成了7颗，因为人们发现了天王星。后来人们又相继在火星和木星之间发现了一些天体，于是，行星又增加到了13颗。今天，人们将那些在火星和木星之间发现的天体称为小行星或者矮行星，冥王星也由于“不能清除轨道周围的小天体”而归于矮行星的行列，这样一来，行星就又只剩下8颗了。

可以看出，太阳系中行星的数量是在一直变化着的。今天，人们似乎又在重复这样一种有趣循环了，布朗等人一方面因发现阋神星而“杀死”了原来的“第九大行星”冥王星，另一方面又因探索冥王星附近的“柯伊伯带”天体而察觉到太阳系中可能还有新的“第九大行星”。有人甚至认为，接下来还会发现更多的行星。这种现象的反复发生并非历史的巧合，它恰好说明人类对行星世界的认识是逐步走向深入的，其间充满了艰难和曲折。

到目前为止，人们对“第九大行星”的搜索并没有取得突破性的进展，但这项工作的力度将会越来越大。

美国国家航空航天局的“广角红外探测望远镜”（WISE）已经花了很长时间搜寻遥远的天空，它获得的数据排除了太阳周围很大距离内存在土星大小的行星和类木行星的可能。假若更冷更小的行星存在于这个范围之外，可能更难被发现，因为那里的背景已经是布满星辰的银河系了。

位于智利的维克多·布兰科望远镜和位于夏威夷的昴星团望远镜也是非常适合用于搜索“第九大行星”的望远镜，它们的照相机都能扫描大幅的天空。假若科学家有耐心等待一些时日，他们将在2023年得到一架更好的望远镜——大型综合巡天望远镜，这架望远镜正在建造中，位于智利，它每三天就能把全天巡视一遍。

人们期待在现代望远镜强有力的搜索之下，这游荡于太阳系“远郊”的魅影——神秘的“第九大行星”最终显露出它的真面目。

【责任编辑】赵新宇