在太阳系的边缘是否存在一颗尚未被发现的巨大行星?自20世纪30年代冥王星被发现之前,这个想法就已存在。
被标记为 “行星X” 的这一概念,曾被著名天文学家提出,用以解释天王星的轨道异常。天王星的轨道偏离了物理学预期的轨道运动路径,一颗比地球大几倍的未被发现行星的引力,被视为这种差异的可能原因。
20世纪90年代,通过对海王星质量的重新计算,这一谜团最终得到解释。但在2016年,加州理工学院的天文学家康斯坦丁·巴蒂金和迈克·布朗提出了一个关于潜在 “行星九” 的新理论。
他们的理论与柯伊伯带有关,柯伊伯带是一个巨大的矮行星、小行星和其他物质构成的带,位于海王星之外(包括冥王星)。许多柯伊伯带天体,也被称为海王星外天体,已被发现围绕太阳运行,但和天王星一样,它们的运行方向并非连续符合预期。
巴蒂金和布朗认为,一定有某个具有强大引力的天体在影响它们的轨道,并提出 “行星九” 作为一种可能的解释。
这与我们月球的情况类似。月球每365.25天绕太阳运行一周,这与考虑到它们之间距离所预期的相符。然而,地球的引力使得月球每27天也绕地球运行一周。从外部观察者的角度看,月球因此呈螺旋状运动。同样,柯伊伯带中的许多天体显示出其轨道受到的影响不止来自太阳引力。
虽然天文学家和空间科学家最初对 “行星九” 理论持怀疑态度,但随着观测能力日益强大,越来越多的证据表明海王星外天体的轨道确实不稳定。正如布朗在2024年所说:“我认为‘行星九’不存在的可能性非常小。目前对于我们所看到的影响,以及我们在太阳系中看到的众多其他由‘行星九’引起的影响,没有其他解释。”
例如,2018年宣布发现了一颗围绕太阳运行的矮行星候选体,名为2017 OF201。该天体直径约700公里(地球大约是其18倍大),轨道高度椭圆。这种非近似圆形的绕日轨道,表明要么在其早期受到撞击使其进入此轨道,要么受到了 “行星九” 的引力影响。
另一方面,如果 “行星九” 存在,为何至今无人发现?
一些天文学家质疑,来自柯伊伯带天体的轨道数据是否足以支持关于其存在的任何结论,同时也提出了关于这些天体运动的其他解释,比如碎片环的影响,或者更奇特的小黑洞的设想。
然而,最大的问题在于对太阳系外层的观测时间不够长。例如,2017 OF201的轨道周期约为24000年。虽然一个天体绕太阳的轨道路径可能在短短几年内被发现,但任何引力效应可能需要四到五个轨道周期才能注意到细微变化。
柯伊伯带中天体的新发现也给 “行星九” 理论带来了挑战。最新的是2023 KQ14,由夏威夷的昴星团望远镜发现。
它被称为 “赛德娜型天体”,意味着它大部分时间都远离太阳,尽管仍在太阳有引力作用的广阔区域内(该区域距离约5000天文...
这个新天体同样具有非常椭圆的轨道,但比2017 OF201更稳定,这表明没有大型行星,包括假设的 “行星九”,显著影响其路径。如果 “行星九” 存在,它可能必须在距离太阳500天文单位以外。
更糟糕的是,这是第四颗被发现的赛德娜型天体。其他三颗也呈现稳定轨道,同样表明任何 “行星九” 确实必须非常遥远。
尽管如此,仍有可能存在一颗巨大行星影响柯伊伯带内天体的轨道。
但即使是无人太空旅行的限制,也在一定程度上限制了天文学家发现此类行星的能力。根据美国宇航局 “新视野号” 探测器速度的估计,一艘航天器需要118年才能到达足够远的地方去发现它。
这意味着我们将不得不继续依靠地面和空间望远镜来探测。随着观测能力日益精细,新的小行星和遥远天体不断被发现,这应能逐渐让我们更清楚那里可能存在什么。所以关注这片(非常广阔的)太空区域,看看未来几年会有什么发现。

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