• 紧张: 我们已经绘制了遥远卫星的表面地图,并凝视可观测宇宙的边缘,但在我们自己的太阳系中可能存在一颗质量是地球十倍的行星,但我们根本没有发现。
  • 噪音: 当诚实的立场是证据是真实的、有争议的并且真正悬而未决时,辩论就会被定性为边缘猜测或已确定的科学,这取决于谁在讲述它。
  • 直接留言: 外太阳系并不是一张缺少标签的已解开的地图——它仍在绘制中,对那里可能存在的东西的搜索已经改变了我们对自己所在位置的了解。

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2022 年,我只去过一次智利的阿塔卡马沙漠,那不是那种你会忘记的地方。那里长不出什么东西来。空气干燥、稀薄。到了晚上,如果你抬头望去,你会看到这样的天空,让你意识到你的尺度感到底有多么错误。银河系在那里不是一个概念。这是一个结构。星星不只是明亮的。他们势不可挡。

那次旅行很久之后,我不断想起一个似乎近乎荒谬的问题:如果我们自己的太阳系中有一颗我们尚未发现的行星怎么办?不是围绕另一颗恒星运行的遥远物体。一颗行星就在这里,就在我们自己的附近,质量巨大,具有引力影响,但显然是看不见的。

这并不是一个边缘想法。这是世界上一些最受尊敬的天文学家之间正在进行的一场现场科学辩论,而且根据大多数人的说法,证据多年来一直在悄悄积累。

一切开始的轨道

海王星之外有一个被称为柯伊伯带的区域,这是一大片冰体、矮行星和古老的碎片。大多数这些物体以可预测的方式绕太阳运行。但一组最遥远的天体,即海王星外天体,却没有这种情况。它们的轨道聚集的方式在统计上似乎无法仅通过随机机会来解释,它们都指向大致相同的方向,相对于太阳系平面以相似的角度倾斜。

2016 年,加州理工学院的天文学家康斯坦丁·巴蒂金 (Konstantin Batygin) 和迈克·布朗 (Mike Brown) 对这个星团进行了统计,发现这种巧合几乎无法解释。布朗这样描述这种排列:“这几乎就像时钟上的六个指针都以不同的速度移动,当你碰巧抬头时,它们都在完全相同的位置。”他们计算出,这种情况随机发生的概率约为一万五千分之一。

他们的解释是:一颗巨大的未被发现的行星——最初估计质量约为地球的十倍,尽管后来由同一团队进行的建模将其修正为大约五到六倍地球质量——在远离海王星的轨道上,缓慢但持续地将这些遥远的物体拉入它们不寻常的结构。

正在建设中的案例

加州理工学院团队的数学模型不仅仅解释了聚类现象。他们预测,一颗巨大的外行星也会迫使一些物体进入垂直于太阳系平面倾斜的轨道。这些物品后来被发现。正如巴特金当时所说:“150多年来,第一次有确凿的证据表明太阳系的行星普查是不完整的。”

截至 2024 年,布朗仍然对该理论的基础充满信心。他在接受《新闻周刊》采访时表示:“我认为 P9 不太可能不存在。对于我们所看到的影响,以及我们在太阳系上看到的无数其他由 P9 引起的影响,目前没有其他解释。”近十年来,他和巴特金不断完善他们的模型,即使没有直接观测,九号行星的估计轨道也变得越来越详细。

理论遇到麻烦的地方

对这一假设的最大挑战不是竞争对象,而是关于数据本身的问题。一些研究人员认为,海王星外天体的明显聚集部分或完​​全是观测偏差的产物:调查倾向于在它们所看到的地方找到天体,而发现这些遥远天体的搜索并不是均匀分布在天空中的。在此解读中,聚类不是真实的物理信号,而是不完整观察的产物。 Batygin 和 Brown 直接反驳了这一点,并于 2019 年发布了一种量化每次检测中偏差的方法;他们修改后的分析仍然发现聚类具有统计显着性,尽管概率约为 0.2%,而不是最初的 0.007%。争论尚未得到解决,维拉·C·鲁宾天文台预计将澄清专门为探讨偏见问题而设计的调查。

2025 年的一项发现又增加了一个问题。一颗名为 2017 OF201 的候选矮行星直径约为 700 公里,其轨道高度椭圆,远远超出海王星,但其轨道方向与九号行星的排列应该解释的天体星团相差约 90 度。发现它的研究人员称该轨道与该行星目前提出的位置不相容。它并没有反驳这个假设,但它也不支持它,并且它是快速连续的第二个反对该模式而不是扩展它的对象。

最近发现了一个新的 sednoid,这是一个被命名为 2023 KQ14 的太阳系外天体,由夏威夷斯巴鲁望远镜发现,这增加了一层复杂性。星状小行星大部分时间都远离太阳,大部分时间都在海王星的引力范围之外。如果第九行星潜伏在通常提出的位置,你会认为它会明显扰乱附近的类星体的轨道。但2023 KQ14的轨道是稳定的。已发现的其他三个类星体的轨道也是如此。

这表明,如果第九行星存在,它的距离一定比最初估计的要远得多,也许距离太阳超过 500 个天文单位。客观地说,海王星距离地球大约有 30 个天文单位。地球就是一个。 500 AU 是一个几乎难以理解的距离。

时间问题增加了不确定性。一些太阳系外天体的轨道周期约为 24,000 年。可靠地检测引力效应可能需要观察四到五个完整的轨道,而我们还没有观察这些物体这么长时间。其他研究人员也提出了替代的解释,包括太阳系外层的碎片碎片环,甚至是更具推测性的想法,即密度极高但质量很小的原始黑洞。两者都没有得到显着的支持,但也都没有被完全排除。

当邻域比地图大时

我们自以为了解的太阳系不断地暴露出我们没有考虑到的边缘。无论第九行星是否存在,搜索已经突破了我们自以为已知的界限——这可能是更重要的发现。

接下来会发生什么

寻找第九行星(如果它真的存在的话)将取决于望远镜。一艘以美国宇航局新视野号(人类发射的最快物体之一)速度运行的航天器将需要一个多世纪才能到达现在讨论的范围——如果地球的距离超过 500 个天文单位,则接近 150 年。检测必须从这里通过观察进行。

最令人期待的发展是智利的维拉·C·鲁宾天文台,该天文台即将完成其早期运营。它的目的是以前所未有的深度和细节调查整个天空,研究人员谨慎乐观地认为,它要么直接发现第九大行星,要么消除足够的剩余搜索区域,从而将争论果断地推向一个方向。确切的答案可能会在这十年内出现。

我们自以为了解的太阳系以前曾让我们感到惊讶。我们原本以为的第九颗行星原来是一群较小的物体。我们以为是空的,结果却是有人的。在某些方面,我们自己的宇宙邻居的外围仍然没有真正被绘制出来。

无论第九行星是否存在,对它的搜寻已经揭示了比我们以前所知更多的外太阳系。这可能是更诚实的构建方式:不是寻找单一答案,而是理解我们实际处境的缓慢过程。

(这是一个未经编辑的、自动生成的故事,来自联合新闻提要。 八方新聞 工作人员可能没有更改或编辑内容文本。)