一個(gè)世紀(jì)以來，天文學(xué)家始終懷疑，在太陽(yáng)系的遙遠(yuǎn)邊緣，或許潛伏著一顆未知的行星。如今，這個(gè)問題再次被點(diǎn)燃。美國(guó)普林斯頓大學(xué)天體物理學(xué)家阿米爾·西拉杰在最新研究中提出，某種神秘力量正在擾動(dòng)海王星外的天體軌道，而最合理的解釋，可能是一顆尚未被直接觀測(cè)到的新行星——“行星Y”。

柯伊伯帶是太陽(yáng)系早期留下的物質(zhì)區(qū)域，形似厚盤，起始于海王星軌道之外。圖片來源：NASA官網(wǎng)

這項(xiàng)發(fā)表于《皇家天文學(xué)會(huì)月刊：快報(bào)》的研究，提出一種大膽推測(cè)：“行星Y”的引力，或許正是導(dǎo)致柯伊伯帶約50個(gè)冰冷天體軌道異常的“幕后推手”。據(jù)觀測(cè)，這些軌道整體傾斜了約15度，仿佛太陽(yáng)系邊緣的“星環(huán)”被輕輕掀起。

軌道傾斜暗示“隱形鄰居”

柯伊伯帶是冥王星、鳥神星、妊神星等矮行星的家園，同時(shí)還有大量冰冷小天體，統(tǒng)稱為柯伊伯帶天體。海王星位于柯伊伯帶內(nèi)側(cè)，它的引力塑造了附近天體的軌道，并阻止另一顆大行星在其鄰近區(qū)域形成。

然而，當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)觀察距離太陽(yáng)約80—400個(gè)天文單位（1天文單位=地球和太陽(yáng)之間的平均距離）的遠(yuǎn)距天體時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些天體的平均軌道平面相對(duì)于太陽(yáng)系行星軌道平面傾斜了約15度。這一傾斜遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了海王星引力的影響。統(tǒng)計(jì)分析顯示，這一現(xiàn)象的置信度為96%—98%。

美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)援引西拉杰的話稱：“如果這是真的，這種長(zhǎng)期存在的傾斜不可能只是歷史遺留的痕跡，一定有某種力量在維持它。最簡(jiǎn)單的解釋是，存在一顆比地球小、比水星大的未被發(fā)現(xiàn)的行星，其引力正在輕輕推動(dòng)這些遠(yuǎn)距天體的軌道，使它們偏離對(duì)齊狀態(tài)。”

模擬顯示，一顆質(zhì)量介于水星與地球之間、距離太陽(yáng)約100—200個(gè)天文單位、軌道傾斜至少10度的天體，就足以讓柯伊伯帶的軌道平面產(chǎn)生整體傾斜。這顆假設(shè)天體的非正式命名為“行星Y”，以區(qū)別于更知名的“行星X”或“第九行星”等假設(shè)。

“第九行星”百年追尋史

“行星Y”并不是第一顆被假設(shè)存在的太陽(yáng)系外行星。早在19世紀(jì)，天文學(xué)家就開始尋找可能影響海王星和天王星軌道的未知天體。

矮行星厄里斯及其衛(wèi)星迪斯諾米亞（藝術(shù)圖）。圖片來源：NASA官網(wǎng)/加州理工學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

20世紀(jì)初，天文學(xué)家珀西瓦爾·洛威爾提出了“行星X”的概念，認(rèn)為海王星和天王星軌道異常的背后，還隱藏著一顆更遠(yuǎn)的行星。然而，1930年冥王星的發(fā)現(xiàn)并不足以驗(yàn)證這一假設(shè)。

20世紀(jì)末，“行星X”理論一度淡出視野。直到2005年，美國(guó)加州理工學(xué)院的邁克·布朗等人發(fā)現(xiàn)了厄里斯——一顆比冥王星略大的冰天體。這一發(fā)現(xiàn)再次掀起爭(zhēng)論，最終導(dǎo)致冥王星在2006年被降級(jí)為“矮行星”。

 NASA“新視野號(hào)”航天器于2015年拍攝到的冥王星。圖片來源：NASA官網(wǎng)/約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/西南研究院

然而，布朗并未就此罷手。2016年，他與同事巴蒂金提出了“第九行星”假說，認(rèn)為一顆質(zhì)量為地球5—10倍的巨大行星，正以極遠(yuǎn)的軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，距離太陽(yáng)約為地日距離的550倍。這個(gè)理論重新點(diǎn)燃了“行星獵人”的熱情，也引發(fā)了西拉杰團(tuán)隊(duì)的新思考。

美國(guó)《福布斯》雜志報(bào)道稱，如今，西拉杰團(tuán)隊(duì)提出的“行星Y”理論并非否定“第九行星”的存在，而是提供另一種解釋。根據(jù)他們的模型，“第九行星”若存在，應(yīng)是質(zhì)量數(shù)倍于地球的巨行星，距離太陽(yáng)超過300個(gè)天文單位?！靶行荵”則更小、更近，質(zhì)量介于水星與地球之間，軌道傾角約10度。前者可能導(dǎo)致極遠(yuǎn)天體的聚集軌跡，后者則解釋柯伊伯帶整體平面為什么“扭曲”。

新望遠(yuǎn)鏡或揭開謎底

來自日本近畿大學(xué)的行星科學(xué)家帕特里克·索菲亞·里卡夫卡指出，西拉杰的最新研究為一顆大小介于地球與水星之間的行星的存在提供了合理依據(jù)。他認(rèn)為，系統(tǒng)性觀測(cè)遠(yuǎn)日點(diǎn)天體是理解太陽(yáng)系形成歷史的關(guān)鍵。

目前關(guān)于“行星Y”的推測(cè)基于約50個(gè)柯伊伯帶天體的軌道數(shù)據(jù)，但尚未得到確鑿觀測(cè)。而隨著薇拉·C·魯賓天文臺(tái)即將展開為期10年的“時(shí)空遺產(chǎn)巡天”項(xiàng)目，科學(xué)家認(rèn)為，這種情況即將改變。

這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡位于智利海拔2682米的山頂，裝備了世界上最大的數(shù)字相機(jī)，將對(duì)整個(gè)南部天空進(jìn)行為期10年的巡天任務(wù)，每3天就能拍攝一次“全景宇宙電影”。西拉杰認(rèn)為，魯賓天文臺(tái)將是進(jìn)行“太陽(yáng)系人口普查”的理想設(shè)備。如果“行星Y”位于觀測(cè)視野內(nèi)，它應(yīng)該能在前兩三年就被直接探測(cè)到。

科學(xué)家預(yù)計(jì)，隨著數(shù)據(jù)的積累，未來幾年人們將能確認(rèn)是否存在“行星Y”或“第九行星”。如果這種扭曲現(xiàn)象得到證實(shí)，“行星Y”或?qū)⒊蔀楹Ｍ跣侵筇?yáng)系的一個(gè)“新”成員。

來源：科技日?qǐng)?bào)客戶端