第9行星的新證據(jù)？還是別的什么東西？
假想中的第9行星。Mark Garlick
通過比對(duì)相隔23年的兩組數(shù)據(jù)，天文學(xué)家在太陽系邊緣發(fā)現(xiàn)了一個(gè)會(huì)移動(dòng)的神秘光點(diǎn)。它可能是迄今為止可信度最高的第9行星候選者。假如真的是第9行星，那么它的質(zhì)量將比海王星大，和太陽的距離大約相當(dāng)于地球和太陽距離的700倍。
太陽系擁有新行星的可能性已被提出過多次。這個(gè)神秘的天體曾被稱為X行星，因?yàn)椴糠謱＜艺J(rèn)為，太陽系內(nèi)存在額外行星可以解釋地球上為何會(huì)規(guī)律性地發(fā)生大規(guī)模滅絕事件。這些專家相信，彗星的周期性撞擊地球，可能是在一顆看不見的行星推動(dòng)下發(fā)生的。但是說大規(guī)模滅絕事件中存在周期性其實(shí)靠不住，X行星的存在也就變得不再有必要。
第9行星與X行星的概念并無關(guān)聯(lián)。它最早是由2016年加州理工學(xué)院的Michael Brown和Konstantin Batygin提出，用以解釋柯伊伯帶中部分天體軌道出現(xiàn)的異常聚集現(xiàn)象。假想中的第9行星質(zhì)量比地球要大很多，它應(yīng)當(dāng)會(huì)沿著一條高度偏心的軌道，在距離太陽至少數(shù)百天文單位的地方繞日運(yùn)行。而它既然如此之遙遠(yuǎn)，那么想要探測(cè)到它也變得極端困難。
但是研究人員推測(cè)，第9行星在中紅外和遠(yuǎn)紅外波段上的亮度，要超過可見光上的亮度。
近日一個(gè)由中國臺(tái)灣省“國立清華大學(xué)”天文學(xué)家Terry Long Phan為首的科研團(tuán)隊(duì)，試圖通過梳理兩次遠(yuǎn)紅外全天巡天數(shù)據(jù)檔案，來尋找第9行星。不可思議的是，他們竟然有所發(fā)現(xiàn)。他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)疑似第9行星的神秘天體。
這兩次巡天數(shù)據(jù)來自兩顆早已退役的紅外天文衛(wèi)星。一顆是由NASA主導(dǎo)運(yùn)行的IRAS衛(wèi)星，它1983年升空，在軌運(yùn)行了幾乎一年；第二顆是日本2006年發(fā)射的AKARI衛(wèi)星，它從2006年開始服役，一直運(yùn)行到2011年。
研究人員先是在IRAS的數(shù)據(jù)庫中尋找可疑目標(biāo)，然后再結(jié)合AKARI衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進(jìn)行位置比對(duì)，以確定它是否會(huì)移動(dòng)。這樣的移動(dòng)是極其細(xì)微的。在距離太陽700個(gè)天文單位的地方，天體通常每年只會(huì)移動(dòng)大約3角分。1角分只相當(dāng)于1/60度。
除此之外，研究人員還要考慮地球公轉(zhuǎn)帶來的額外位移。地球公轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生所謂的視差效應(yīng)。當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行到其軌道的不同位置，同一個(gè)目標(biāo)在天空中的位置會(huì)有細(xì)微的偏差。第9行星也是如此。為了避免視差，研究人員在數(shù)據(jù)庫中搜索了特定目標(biāo)每年同一天的位置信息。
研究人員還針對(duì)每個(gè)候選目標(biāo)進(jìn)行了每小時(shí)的位置比對(duì)。如果候選目標(biāo)是一個(gè)在距離地球較近的空間中快速移動(dòng)的物體，那么它的運(yùn)動(dòng)是可以被檢測(cè)到并排除的。
經(jīng)過仔細(xì)的搜索之后，研究人員在紅外數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)高度可疑的小點(diǎn)。
IRAS數(shù)據(jù)（左）和AKARI數(shù)據(jù)（右）中候選體的位置對(duì)比。
這個(gè)小點(diǎn)在1983年的IRAS數(shù)據(jù)中出現(xiàn)在一個(gè)地方，但在AKARI數(shù)據(jù)中卻不在那里。而在AKARI數(shù)據(jù)中，在距離原來那個(gè)小點(diǎn)47.4角分的地方，出現(xiàn)了另外一個(gè)小點(diǎn)。如果這兩個(gè)小點(diǎn)是同一個(gè)物體，那么表明在這期間它發(fā)生了位移。也就是說，這個(gè)物體在兩次數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔內(nèi)，也就是至少23年中，沿其軌道圍繞太陽從一處轉(zhuǎn)移到了另一處。
與這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的所有已知信息，目前還不足以推斷出這個(gè)物體的完整軌道，也無法確定地說這就是第9行星。研究人員現(xiàn)在必須盡可能多地收集與之有關(guān)的新影像數(shù)據(jù)。
研究人員表示，現(xiàn)有的大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡通過長時(shí)間曝光可以拍到這個(gè)光點(diǎn)。但是后續(xù)的光學(xué)觀測(cè)需要覆蓋3個(gè)平方度的天空，因?yàn)檫@個(gè)物體在2006年AKARI巡天之后必然已經(jīng)不在原來的位置上了。
根據(jù)已有數(shù)據(jù)，研究人員推算這個(gè)天體如果真的是第9行星，其質(zhì)量必然比海王星還大。這讓研究者感到震驚，因?yàn)樗麄冊(cè)臼窃趯ふ摇俺?jí)地球”級(jí)別的天體。先前NASA的WISE探測(cè)器已經(jīng)排除了在距離太陽256000天文單位處存在木星級(jí)行星的可能性，也排除了10000天文單位處存在土星級(jí)行星的可能性，但是沒有針對(duì)較小一些的海王星和天王星級(jí)天體進(jìn)行檢測(cè)。研究人員表示，他們?cè)赪ISE的數(shù)據(jù)中也進(jìn)行了搜索，結(jié)果并沒有發(fā)現(xiàn)可信的對(duì)應(yīng)體，因?yàn)樽?006年之后，它就已經(jīng)不在那里了。而由于不知道它的精確軌道，也不知道它究竟去了哪里。
另一個(gè)謎是第9行星如果確實(shí)存在，那它又是如何進(jìn)入這樣一個(gè)近日點(diǎn)280天文單位，遠(yuǎn)日點(diǎn)1120天文單位的奇特軌道的。這個(gè)軌道距離其他行星極為遙遠(yuǎn)。要知道距離太陽最遠(yuǎn)的行星海王星距離太陽也只有30天文單位。而第9行星理論上距離太陽有700天文單位。
研究人員表示，理論上有一種可能，第9行星是在距離太陽較近的地方形成的。這個(gè)地方可能靠近木星、土星、天王星和海王星的誕生地，后來由于引力的散射，導(dǎo)致這些早期的巨行星遠(yuǎn)離了它們?cè)瓉硭诘奈恢谩?/p>
另外也有可能，第9行星是被太陽俘獲的流浪行星。這一事件可能也發(fā)生在太陽系歷史的早期，當(dāng)時(shí)太陽與其他相鄰的恒星依然很近，不同行星系之間的行星發(fā)生交換是有可能的。
不過這不是天文學(xué)家第一次在紅外數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)第9行星的候選天體。2021年英國帝國學(xué)院的天文學(xué)家Michael Rowan–Robinson就曾在IRAS數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)質(zhì)量大約相當(dāng)于3至5個(gè)地球的神秘天體，它距離太陽要近一些，大約225個(gè)天文單位。但是這個(gè)天體未被證實(shí)，因?yàn)樗趧e的數(shù)據(jù)集，比如AKARI數(shù)據(jù)中并未出現(xiàn)。這一次發(fā)現(xiàn)的這個(gè)目標(biāo)是迄今為止唯一一個(gè)同時(shí)在兩個(gè)數(shù)據(jù)集中都被發(fā)現(xiàn)的候選天體，因此研究人員認(rèn)為，它是第9行星的可能性較大。
這個(gè)神秘的會(huì)移動(dòng)的光點(diǎn)究竟是不是第9行星，或是別的什么東西，也只有用時(shí)間來檢驗(yàn)了。未來更多更強(qiáng)大的巡天望遠(yuǎn)鏡投入使用后，第9行星如果真的存在，它將無處藏身。
參考
A Search for Planet Nine with IRAS and AKARI Data
https://arxiv.org/pdf/2504.17288
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