據說，在冥王星之外有一個巨大的未知世界

天文學家發現的證據強烈暗示在幽暗的柯伊伯帶存在著一個巨大的未知世界

藝術家筆下的行星九的長相

現如今「發現新行星」的新聞已經和「狗咬人」一樣難以激動人心了。這主要歸功於開普勒太空望遠鏡，在過去的二十年間，天文學家已經確認了大約2,000個新的行星世界，它們所圍繞的恆星距離地球數十到數百光年。這些新發現在科學上自然十分重要，但因為確認的行星太多了，所以單個行星就不會引起太大的轟動。不過今天(譯者註：2016年1月20日）加州理工學院宣布發現一顆新的行星就完全不同了，因為這並不是一顆繞著遙遠恆星運行的行星。它是我們太陽系，一個你認為我們已經足夠了解的地方的一員。

事實上宣布的並非直接證據：在被《天文學雜誌》接受發表的論文里，加州理工學院的行星學家康斯坦丁·巴特金（Konstantin Batygin）和邁克·布朗（Mike Brown）展示了他們所說的強有力的旁證，表明太陽系內存在一顆非常大的未知行星，其質量約為地球的10倍，在冥王星以外的軌道上繞太陽運行。這些科學家是從一些他們能看到的小星體的不尋常的軌道中推斷存在這樣一顆行星。「我已經有相當長的時間沒有這麼興奮過了。」 格雷格·勞克林（Greg Laughlin）說道，他是加州大學研究行星形成和行星動力學的專家，但沒有參與此次研究。

科學家們暫定名為 「行星九」的這一天體距離太陽至少有305億公里，是冥王星距離太陽平均距離的6倍。雖然其體型巨大，但非常暗淡，所以論文作者認為從來沒有人看到過它，這一點並不奇怪。

當然了，說這些的前提是它真的存在。「很不幸的是，」布朗說：「我們還沒有它的實際觀測證據。」但是現有證據已經很強，以至於其他專家們現在在很嚴肅的看待這件事情。「我認為非常有說服力。」 夏威夷國家光學天文台雙子科學中心的查德·特魯希略（Chad Trujillo）說道。美國航宇局西南研究所(SwRI)的太陽系理論學家大衛·奈斯沃尼（David Nesvorny）也對此極為關注，「這兩個傢伙確實很棒，」他說：「他們做出很好的研究。」

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利用WorldWide Telescope軟體製作的動畫奇怪軌道巴特金和布朗並非首位提出我們的太陽系裡還有尚未發現的行星的人。2014年特魯希略和卡內基科學研究所的斯科特·謝潑德（Scott Sheppard）就在《自然》上提出，包括他們發現的小天體（編號2012VP113）在內的外太陽系的若干已知天體的不尋常之處，暗示在那裡或許存在一顆行星尺度的大傢伙。證據就在於它們的軌道中，特別是一個被稱為「近心點輻角」（是描述在軌道上天體在近拱點時，相對於升交點的角度）的參數。特魯希略和謝潑德發現他們所研究的這些天體的近心點輻角驚人的相似，這表明它們都受到一個未知物體的引力的影響。「我們注意到一些有趣的東西，」 特魯希略說：「我們說該有人更進一步去探索。」（《科學美國人》是自然出版集團的一部分）

一些研究小組的確做了進一步的研究，大家都認為確實有可能存在的一顆未知的行星，但這一切還是推斷性的（可參閱最近《科學美國人》中《尋找X行星》一文）。然而，這次新的研究結果極大地提高了新行星存在的可能性。這些天體的近心點輻角的相似性「僅僅是冰山一角」，巴特金說。

他和布朗做的第一件事就是從全新的視角來分析特魯希略和謝潑德的數據。「我們所注意到的是，」 巴特金說：「這些天體軌道的長軸都落在天空同一個象限中。」換句話說，它們都指向同一個方向。建議譯為：近心點輻角的相似性乍看上去沒什麼，兩個天體的軌道就算沒有其他物理上的關係也依然有可能擁有相似的近心點輻角。但是當布朗和巴特金繪製出這些外太陽系天體的軌道時，他們注意到它們的橢圓軌道靠的很近。「難道不是有什麼東西被忽略了嗎？」布朗問道：「是的，你會想到這個問題。情況就是我們把自己的鼻子都伸進數據堆里，卻沒有後退一步低頭看看我們的太陽系。我簡直不能相信之前我居然從未注意到這個問題，」他說：「這太荒謬了。」

這些天體軌道的方向一致性是一個更強的暗示，表明遠處有個東西在駕馭著它們的行動。「起初，」布朗說道：「我們說『那裡不會有一顆行星的——那太瘋狂了。』」所以他們檢驗了最有可能的假設——冥王星外的由冰體組成的柯伊伯帶中自然地形成了這些天體，就像星系通過自身引力把由大爆炸產生的宇宙氣體塵埃雲凝聚成現在的模樣。

然而作者們意識到這一場景的問題在於柯伊伯帶缺乏足夠的質量，所以這一切不會發生。當他們轉向另一顆行星這一「瘋狂」概念時，他們模擬出的計算結果正是現在這樣排列的軌道方向。不僅如此，他們還發現：一顆巨行星的引力干擾可以導致一組彼此獨立的天體的軌道不是互相靠攏而是嚴重偏離這些行星最初的運行軌道——甚至可以和太陽系平面形成90度乃至更高的角度。「這看起來實在難以理解，」 巴特金說道：「然後邁克爾說，『我想我應該在數據中看到過這樣的東西。』」確實，天文觀測中發現過6、7個有這樣軌道的天體，沒有人能夠解釋為什麼會這樣。現在巴特金和布朗的模擬計算提供了一個解釋。「對於這顆假設的行星，他們現在給出了兩條新的、獨立的證據鏈，」勞克林說道：「這使他們的研究結論更站得住腳了。」

假設中的行星九能夠解釋冥王星外的兩組不同天體的特殊的軌道。超級地球最能符合數據的行星質量10倍於地球————同時比太陽系裡的第四大行星，質量是地球17倍的海王星要小。這種行星就是所謂的「超級地球」，在別的恆星系統中已經發現很多這類行星，但到目前為止，在我們太陽系裡還沒有發現這類行星。它最可能的軌道是狹長的橢圓軌道，近日點距太陽350億公里（布朗說「那就是它搞破壞的地方」）,最遠距離是這個距離的3到6倍。

即便在如此遙遠的距離，我們還是能夠用現有的望遠鏡看到這顆行星九——用日本設在夏威夷的昴星團望遠鏡最容易發現，因為這台望遠鏡不僅擁有捕捉暗淡光線的巨大鏡面，而且其視場極寬，能夠讓研究人員高效搜索廣闊的天空。「不幸的是，我們並不擁有昴星團望遠鏡。」布朗說：「也就是說，我們不大可能會是發現它的人了。所以我們告訴每個人哪裡可以找到它。」

除非確實看到它，否則天文學家不能明確地說行星九真實存在。「我對於太陽系還有一顆行星的說法一向是比較懷疑的。」 美國航宇局西南研究所的哈爾·利維森（Hal Levison）說：「在我的職業生涯中已經見過太多次類似的宣稱，而它們都是錯的。」不過他也承認軌道的一致性是真的。「是有什麼東西造成了這一切，但到底是什麼東西還需要更多的研究。」

然而總的來說，行星學家們非常激動，因為我們或許正處於此類重大發現的邊緣了。「在我長大成人的時候，」謝潑德說道：「我們認為大行星已經全部發現了。如果我們錯了，這會讓人非常興奮和吃驚。」

勞克林說，1846年9月10日英國天文學家約翰·赫歇爾（John Herschel）向英國科學促進會作報告時說了一句話，這句話完美的體現了天文學界現在的心情。天王星軌道已知的異常意味著有一個未知的大質量行星的引力對其產生影響。在談到這一神秘天體時，赫歇爾說道：「我們看到它就像哥倫布在西班牙海岸就看到了美洲那樣。我們能夠感知到它的運動就在我們深遠的分析範圍之內，這並不亞於用眼睛直接看到它。」僅僅兩周後海王星就被發現了，就在理論家計算後所說的它應該在的地方。

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