太陽系或有第九行星，比地球還大？新天體的發現再添線索

自從2006年冥王星被劃為矮行星，自行星之列中除名後，人們漸漸習慣了太陽系只有八大行星的事實。

現在天文學家發現了又一顆極度偏遠的太陽系天體，被稱為2015 TG387。這個新發現的天體本身沒什麼特別，天文學家預期類似的天體在太陽系中應該大量存在。但它那有趣的軌道形狀和方向，或許暗示著——太陽系內還有另一顆行星，就是理論上推測存在卻一直未被發現的那顆第九行星。

太陽系「偏遠地區」天體

特點一：地處偏遠

天體2015 TG387是在利用超大望遠鏡巡視天空搜尋太陽系極遙遠天體的一項巡天項目中發現的。剛被發現的時候，TG387距離我們120億公里，相當於地球到太陽距離的80倍，也相當于海王星到太陽距離的大約2.5倍！它是真的極度偏遠，要花大約40000年才能環繞太陽公轉一圈。

特點二：個頭不大

根據距離和亮度，天文學家估計它可能有300公里寬。這個估計還很粗略，如果它本身的顏色更黑，個頭也可能會更大一些。不過無論如何，它都算不上太大。我們的月球，直徑就是它的10倍左右。

特點三：運行軌道「有趣」

TG387的軌道相當有趣，要比地球的公轉軌道長出2000多倍。最遠的時候，這個天體可以運行到距離太陽3500億公里以外，最近的時候，它也不會靠近到太陽100億公里以內，差不多是海王星到太陽距離的2倍以上。這意味著，它的軌道非常橢長。（用天文學術語來說，它的軌道橢率為0.945——橢率為0是圓，為1是拋物線，可見這條軌道相當扁長。）由於距離遙遠，它看起來極為暗淡，在星空中的移動也非常緩慢，自2015年發現以來，天文學家花了3年時間跟進觀測，才確定了它的軌道參數。

這兩幀照片顯示了2015 TG387在星空背景中的移動 | Scott Sheppard

順帶提一句，軌道上距離太陽最近的點稱為近日點，而近日點比它更遠的太陽系已知天體只有兩顆：塞德娜和2012 VP113。換句話說，在太陽系我們已知的所有天體當中，TG387到太陽的最近距離是排名第3遠的。

公轉「姿勢」清奇的TG387

天文學家預期，類似的天體在太陽系裡應該大量存在，大都隱藏在黑暗之中尚未被人發現。而這個天體之所以非常有趣，不只是因為它本身，更是因為它軌道的形狀以及方向。

你可以把太陽系劃分成兩大塊區域：一部分是內太陽系，主要包含行星和小行星；另一部分是外太陽系，主要包含海王星外的冰質岩球（或者岩質冰球）。事實上，天文學家把後者全部統稱為海外天體（TNO）。

不過，海外天體還可以細分成很多類別。有些天體就在海王星軌道以外繞太陽公轉，它們構成了柯伊伯帶，冥王星就是其中之一。其他一些天體距離太陽更遠，軌道平面也更為傾斜，它們構成了所謂的離散盤。而在離散盤以外，還存在一大群小天體，構成了奧爾特雲，最遠可以延伸到大約10萬億公里以外，有將近1光年之遙！

已知的太陽繫結構大致如圖所示：內太陽系包含8顆行星，和外側的柯伊伯帶幾乎運行在同一平面，更外側是離散盤和奧爾特雲，天體的軌道本應該更雜亂無章才對 | geoscienceworld.org

離散盤和內奧爾特雲中的許多天體，都有著極為橢長的軌道。有些天體可以運行到離太陽足夠近（但仍然很遠）的位置，使得它們能夠受到木星、土星等巨行星引力的強烈影響；其他一些天體則始終徘徊在足夠遙遠的地方，只會受到行星引力的輕度影響；還有一些天體位置更遠，對那些行星的引力可以說是不屑一顧的。

新發現的2015 TG387是內奧爾特雲的成員，屬於上面所說的最後一類。它永遠不會靠近內太陽系，也不會受到內側那些行星引力的顯著影響。

而這正是事情變得古怪的地方。所有的行星和小行星（還有柯伊伯帶天體），大致都在同一個平面上繞太陽公轉。換句話說，那些天體的軌道幾乎可以攤平在同一張紙上。但是，如果你進一步遠離太陽，進入到離散盤之後，天文學家預期這裡的天體應該擁有橢長的軌道，並且軌道的傾角應當是相當隨機的。舉例來說，某個天體的軌道可以垂直於內太陽系平面，而另一天體的軌道可以傾斜20度角，還有一個天體軌道則可以傾斜45度，諸如此類，應該並無規律可循。不僅如此，天文學家還預期，這些軌道的長軸也應該隨機指向天空中的任意方向才對。

2015 TG387的軌道極為橢長，甚至長過塞德娜和2012 VP113。需要特別指出的是，這3顆極偏遠的太陽系天體，軌道的長軸都大致偏向同一個方向 | Roberto Molar Candanosa，Scott Sheppard，卡內基研究所

然而，事實並非如此！雖然現在還沒有發現太多偏遠的天體，但已知的不少天體，軌道長軸似乎都偏向於同一個大方向。這一點出乎天文學家的意料：如果它們在太陽系的位置太過偏遠，不可能受到太陽系內側那8顆行星的引力影響，那為什麼它們的軌道或多或少會對齊同一個方向呢？

呼之欲出的「第九行星」

2014年，兩位天文學家提出這樣一個假說：存在一顆超級地球，即一顆質量比地球更大的行星，在柯伊伯帶以外環繞太陽運行。正是這顆行星的引力，數十億年來潛移默化地影響著那些海外天體的軌道，使得後者的軌道大致對齊了同一個方向。

藝術家想像的一顆超級地球，在數百億公里以外的偏遠地帶環繞太陽運轉。新發現的太陽系偏遠天體暗示，這樣一顆行星是有可能存在的。圖中太陽周圍的那一圈，代表已知最遙遠行星——海王星的軌道 | Tom Ruen

沒過多久，另外兩名天文學家分析了那些海外天體軌道的朝向，並假設它們確實受到了這樣一顆行星的引力影響，在這個基礎上計算出了這顆所謂的「第九行星」可能所處的軌道，甚至預言了這顆超級地球在天空中可能所處的方位。

正是這一預言，促成了用超大望遠鏡搜尋太陽系極遙遠天體的巡天項目，也正是這一項目發現了TG387（VP113也是這一項目在2012年發現的）。話說回來，TG387的軌道朝向似乎也跟「第九行星」的假說符合得剛剛好。

許多海王星外天體的軌道長軸都大致指向同一個大方向，在一些天文學家看來，這預示著太陽系外圍還存在一顆尚未被發現的行星，可能比地球更大，稱為「第九行星」。

再強調一次，在離太陽這麼偏遠的地方，人類已知的天體數量有限，所以不能絕對肯定地說它們全都受到了這顆行星的影響——因為還有可能只是巧合。

一些天文學家已經提出了這樣的觀點，認為那些巡天項目存在偏向性，更容易找到處在這種古怪軌道上的天體。他們表示，他們自己的巡天項目偏向性較小，就沒有看到這麼多軌道古怪的天體，因此「第九行星」是否存在，還得打上一個大大的問號。

然而，新發現的天體與其他海外天體軌道相符，這一事實似乎又偏向於「第九行星」確實存在。當然，前提是他們的巡天項目真的不存在偏向性的話。

所以，搜索還要繼續下去。那個巡天項目也在持續進行，天文學家希望最終能夠找到「第九行星」，不過在這個過程中，他們很可能會找到更多類似TG387的天體。他們預期，在那片太空疆域之內存在200萬顆寬度超過40公里的天體，隨著天文學家繼續搜尋，其中總會有一些應該會浮出水面的。

誰知道呢？說不定今晚，或者下周，也可能明年，就會有一顆更亮也更大的天體，或許就是那顆天文學家一直在搜尋的超級地球，被這一巡天項目發現。確實如此的話，天文學家就不得不再次重新審視我們的太陽系，以了解它如何形成又如何演化，以及它看起來為什麼會是現在這個樣子了。

作者：Phil Plait

編譯：艾麥樂

編輯：Steed、東風

參考來源: Bad Astronomer，A NEWLY DISCOVERED *EXTREMELY* DISTANT ICY WORLD POINTS TO PLANET 9

一個AI

冥王星：我就知道不會「返聘」我的~

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！