科学/太空我们的太阳系中有隐藏的行星吗？天文学家说，真相的时刻即将到来雅格布·普里斯科CNN记者雅格布·普里斯科报道11分钟阅读美国东部时间2024年11月5日星期二早上6:00发布

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我们的太阳系曾经有九颗行星。天文学家迈克·布朗，也被称为“杀死冥王星的人”，他说，在他最著名的发现帮助改变这一情况后，多年来他一直在凌晨3点收到孩子们的恐吓信和淫秽电话。

加州理工学院行星天文学教授布朗在柯伊伯带发现了另一个名为厄里斯的小世界——海王星轨道之外的一个巨大的冰状物体环，也恰好是前第九行星的邻居。2005年的发现引发了一系列事件，导致冥王星在第二年被降级为行星，这仍然是一个有争议的问题。

但是现在，就像柯伊伯带实际上带走了第九颗行星一样，布朗和其他科学家相信它可以带回一颗。

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美国国家航空航天局的新视野号飞船在2015年7月14日拍摄了这张冥王星的高分辨率增强彩色照片。2006年，在国际天文学联合会重新讨论了行星的构成之后，冥王星被降级，引发了广泛的愤怒。美国国家航空航天局/约翰·霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所

天文学家认为，这条带是由太阳系形成时的残留物组成的，它距离太阳的距离比地球远50倍，其中一个次级区域的距离是地球的近20倍。冥王星现在和厄里斯一起被归类为矮行星，它只是那里存在的几十个冰体中最大的一个——并不主宰自己的轨道，也不清除其他物体的轨道。根据国际天文学联合会制定的指导方针，这就是它不能与其余八颗行星享有同等地位的原因。

然而，由于柯伊伯带中的物体离太阳太远，它们很难被发现。十多年来，天文学家一直在该地区寻找一颗从未被观测到的隐藏行星，但它的存在是通过附近其他物体的行为推断出来的。它通常被称为行星X或行星九。

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柯伊伯带中的物体很难看到和研究，因为它们离太阳很远。有线电视新闻网/欧空局

“如果我们发现了另一颗行星，那真的是一件大事，”耶鲁大学天文学助理教授玛莲娜·赖斯说。“它可能会彻底重塑我们对太阳系和其他行星系统的理解，以及我们如何适应这种环境。这真的很令人兴奋——有很大的潜力去了解大量关于宇宙的知识。”

兴奋伴随着一些争议——不同的阵营对行星本身有不同的理论，而一些研究人员认为它根本不存在。

“肯定有人对第九行星持完全怀疑态度——这是一个有争议的话题，”赖斯说。“有些人非常强烈地感觉到它的存在。有些人非常强烈地认为不会。在试图确定它是什么以及它是否存在的过程中，有很多争论。但这是一个真正有趣的话题的标志，因为否则人们不会对它有激烈的看法。”

很快，一旦2025年末一架能够每隔几个晚上观测整个可用天空的新望远镜上线，这场争论就可能得到解决。在此之前，一组研究人员认为他们已经找到了最令人信服的证据，证明这颗隐藏的星球是真实的。

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2016年1月20日，加州理工学院天文学家迈克·布朗在加州帕萨迪纳的加州理工学院地震实验室发表演讲时，用黄色指出了理论上的第九行星的“预测轨道”。布朗和他的同事、行星科学家康斯坦丁·巴蒂金报告说，有强有力的证据表明在我们太阳系的边缘有一颗隐藏的行星。法新社通过盖蒂图片

确凿的证据

对行星九的搜寻直到最近才开始，但是关于它存在的讨论可以追溯到175年前。

布朗的同事、加州理工学院行星科学教授康斯坦丁·巴蒂金说:“自从1846年成功发现海王星以来，至少有30名天文学家提出了各种类型的外海王星行星的存在——但他们总是错的。”任何在海王星轨道之外绕太阳运行的天体都被天文学家定义为“跨海王星天体”。

“我从来没有想过我会谈论如何有证据证明一颗跨海王星的行星，但我相信，与之前所有的那些时间不同，在这种情况下，我们实际上是正确的，”他补充道。

巴蒂金和布朗是《第九行星》最积极的支持者。自2014年以来，这两个人一直在积极寻找这颗隐藏的行星，他们的灵感来自天文学家Scott Sheppard和Chadwick Trujillo的一项研究，Scott Sheppard是DC华盛顿州卡耐基科学研究所的科学家，Chadwick Trujillo是北亚利桑那大学天文学和行星科学的副教授。

谢泼德和特鲁希略首先注意到少数已知的外海王星天体的轨道都奇怪地聚集在一起。两人认为，一颗看不见的行星——比地球大几倍，距离太阳200多倍——可能是这些较小物体的“牧羊人”。

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这个概念动画描述了行星九如何帮助解释一些外海王星物体的观察行为，或者海王星轨道之外绕太阳运行的物体。CNN/加州理工学院

“最明显的证据仍然是最早的:海王星之外最遥远的物体都有指向一个方向的轨道，”布朗在一封电子邮件中说。

此后，巴蒂金与人合著了半打关于第九行星的研究，提供了几条关于它存在的证据。他说，最强的是他的最新工作，由布朗和其他两名研究人员合著，发表在4月份的《天体物理学杂志快报》上。

这项研究跟踪了受到某种扰动的冰体，这种扰动在它们完全离开太阳系之前将它们注入海王星的轨道。“如果你观察这些天体，与太阳系的年龄相比，它们的寿命很小，”Batygin说。“这意味着有东西把它们放在那里。那又会是什么呢？”

一种选择可能是被称为银河潮汐的东西，一种由银河系中遥远的恒星施加的力的组合。但是Batygin和他的团队运行了计算机模拟来测试这种情况与行星九的存在，他们发现没有隐藏行星的太阳系“被数据强烈驳斥”

“这真是一个了不起的确凿证据。回想起来，这是显而易见的，所以我觉得有点尴尬，我们花了将近十年的时间才弄明白这一点。我想，迟到总比不到好，”巴蒂金说。

根据Batygin的说法，行星九是一个“超级地球”物体，大约是我们地球质量的五到七倍，其轨道周期在10，000到20，000年之间。“我无法通过模拟计算出它在轨道上的位置，以及它的组成，”Batygin说。“最平凡的解释是，它有点像天王星和海王星的缩小版，可能是参与这些行星形成过程的核心之一。”

超级地球假说也许是得到第九行星信徒最多支持的一个，但是竞争理论提出了替代解释。

超级冥王星？竞争的柯伊伯带理论

2023年8月发表的一项研究提出，存在一颗隐藏的行星，实际上要小得多，质量是地球的1.5至3倍。“它有可能是一个冰冷的岩石地球，或者是一颗超级冥王星，”日本金台大学行星科学副教授、该研究的合著者Patryk Sofia Lykawka说。

“由于其巨大的质量，它将具有很高的内部能量，可以维持，例如，地下海洋。它的轨道将非常遥远，远远超过海王星，如果与已知的行星相比，倾斜得多——甚至比冥王星的倾斜还要多，冥王星的倾斜约为17度，”Lykawka说。(天文学家称当行星与地球不在同一平面时，它的轨道是倾斜的。)

这颗行星的存在来自于旨在解释外海王星天体群体奇怪行为的计算模型，这表明与Batygin的研究有相似之处。然而，物联网软件开发价格Lykawka指出，他的模型看不到相同的轨道排列，与Batygin的非常不同。这就是为什么他没有将这个神秘物体称为行星九，而是称为“柯伊伯带行星”，以“表明我们正在谈论不同的假设行星，”他解释道。

其他理论提出，每个人都试图解释的异常现象完全是由其他原因造成的，例如宇宙大爆炸后产生的原始黑洞，这是我们的太阳系在穿越银河系时捕获的。另一种观点认为，科学目前对重力的理解可能有问题。

但是根据耶鲁大学的Rice所说，这些理论很难被验证。“有很多其他想法，但在决定检查的优先顺序时，我通常会尝试使用奥卡姆剃刀，”她说，引用了一个经典的哲学原则，即在相互竞争的想法中，最简单的通常是正确的。“就科学可行性而言，我们知道已经有八颗行星了，所以在同一个系统中存在另一颗行星并不疯狂。”

她补充说，最有希望的前进道路实际上是找到更多Batygin假设所基于的跨海王星物体——并证明它们的轨道聚集在一起具有统计学意义。

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一位艺术家的概念说明了理论上的九号行星，巴蒂金和布朗认为九号行星的质量是地球的五到七倍。一个竞争理论提出存在一个隐藏的柯伊伯带行星，它更小，质量是我们世界的1.5到3倍。加州理工学院/胡尔

寻求更多证据的努力

一些研究人员认为，目前科学家探测到的这些遥远的外海王星物体太少，无法对它们的轨道得出任何结论。

“我们大约有十几个这样的天体，”亚利桑那大学行星科学教授雷努·马尔霍特拉(Renu Malhotra)说，“但我们只观察到最亮的天体，而且只是其中的一小部分，因为我们是在它们最接近太阳的时候观察到它们的。”

根据Malhotra的说法，争议可能会变得激烈。“科学家和其他人一样，有不同的性格类型。有些人对他们的科学更有进取心，而另一些人则更有分寸，”她说。“有一种看法认为，海王星质量的九号行星的想法比统计数据证明的更积极。”

Malhotra在2017年8月与人合著了一篇论文，提出在柯伊伯带存在一颗火星大小的行星，但她没有完全排除行星九假说。

“还没有决定。这只是在统计学意义的边缘，”她说。“但是在我们所知道的物理学和我们的观察中，没有任何东西可以排除距离是海王星到太阳距离的几十倍的大型行星的可能性。”

当然，直接观察这颗行星会结束所有的争议，但是到目前为止，所有的尝试都是徒劳的。

Batygin在3月份与人合著了一项研究，该研究使用了夏威夷全景巡天望远镜和快速反应系统(Pan-STARRS)天文台的数据，允许研究人员分析第九行星可能所在的78%的天空，但他们没有找到它。

“这是一次真正的艰苦努力，”他谈到这次尝试时说，列举了不得不在分配的几天时间里用望远镜工作，同时与设备损坏和恶劣天气做斗争的困难。

根据Batygin的说法，在不知道往哪里看的情况下发现如此遥远的物体是非常困难的，就像用狙击枪而不是望远镜来寻找目标一样。

“当你在寻找如此令人痛苦的昏暗事物时，天空是一个非常非常大的地方，”他说。“这个东西的亮度比海王星小1亿倍左右——这真的是在向目前世界上绝对最大的望远镜的边缘推进。”

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夏威夷的全景巡天望远镜和快速反应系统(Pan-STARRS)天文台允许研究人员分析行星九可能所在的78%的天空。但到目前为止，科学家们试图直接观察这个理论化的星球，却一无所获。美国国家航空航天局

其他搜索，如2021年12月在智利使用阿塔卡马宇宙学望远镜进行的一项研究，也出现了短缺。“我必须测试成千上万个不同的轨道。最终我什么也没发现，”该研究的主要作者齐格鲁德·奈斯说，他是挪威奥斯陆大学理论天体物理学研究所的研究员。

他补充说，该仪器的灵敏度足够高，应该能够探测到地球和太阳之间距离300至600倍的区域内的行星。

“这足以提供信息，但远不足以否定整个第九行星，”奈斯在一封电子邮件中说。

潜在的“新篇章”

尽管存在争议和分歧，所有的研究人员都同意一件事。一旦美国国家科学基金会和斯坦福大学的研究人员在2025年底开始科学运作，目前正在建设的一种新的广角望远镜可能很快就会让这场辩论停止。它被称为维拉·c·鲁宾天文台，拥有有史以来最大的数码相机，坐落在智利北部一座8800英尺的山顶上。

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维拉·c·鲁宾天文台将于2025年底开始科学运作，它拥有世界上最大的数码相机，可以让隐藏星球的辩论停止。维拉·鲁宾天文台

“这是下一代望远镜，将每隔几天搜索整个可用的天空，”巴蒂金说它可能会直接找到行星九，这将是搜索的一个奇妙的结论，并开启一个新的篇章。至少，它会发现一吨多的柯伊伯带物体。但即使它没有发现一个新的天体，也足以证实行星九假说，因为它将测试所有的统计数据，所有我们在独立调查中看到的模式。"

赖斯同意，该望远镜将大大有助于解决这一争论，并明确解决跨海王星天体排列的统计意义问题——这是第九行星的关键证据。

赖斯说，如果鲁宾望远镜发现了超级地球，那将是令人兴奋的，因为这些大小在地球和海王星之间的天体是一种常见的系外行星。

赖斯说:“我们在太阳系中没有这样的行星，这看起来非常奇怪，也是一个突出的谜，因为我们在其他恒星周围的系统中发现了如此多的行星——近距离研究一颗行星是不可思议的，因为系外行星太远了，很难真正掌握它们的物理形状。”

赖斯补充说，找到一颗较小的行星也会令人兴奋，因为每一颗太阳系行星对于推断研究人员在银河系中发现的数千颗类似的系外行星的信息都非常有用。

如果什么都没出现呢？赖斯说，确切知道有多少行星仍然是有用的。“我认为，甚至不知道我们太阳系中的行星数量都是非常令人羞愧的。”

这意味着，随着科学家对宇宙的了解越来越多，甚至许多人小时候从教科书中学到的事实也可能改变。

“这实际上是一件很棒的事情，”她补充道。“人类的知识在不断发展——有时是巨大的转变，有时只是来回的争论。这是一个有趣的科学过程的典型例子。”

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