NASA模拟图：在X行星上遥望太阳

发现X行星的两位科学家迈克尔·布朗(左)和康斯坦丁·巴特金。

布朗和巴特金通过包括Sedna在内的6颗小行星的运行轨迹（图右），推测出了X行星的运行轨道（图左）。目前，他们正使用日本斯巴鲁天文望远镜（Subaru Telescope）搜索X行星（图中最大阴影面积为其观测范围），这一过程大约要花5年。


科学家认为“第九行星”（X行星）的大小介于地球（左）和海王星（右）之间。

　　自冥王星被“除名”后，太阳系就只有八大行星了，如今太阳系或重新出现第九大行星。

　　美国加州理工学院1月20日宣布，该校两名科学家研究发现，有相当证据显示在海王星之外的太阳系边缘可能存在着一颗巨型气态行星。这个暂被称为“Planet X”（或Planet Nine）的星体，质量约是地球的10倍，相当于冥王星质量的4500倍。它沿“奇怪的楕圆轨道”绕太阳运行，轨道与太阳平均距离比海王星的远20倍，它环绕太阳一周需1万至2万年。

　　两名科学家通过数学模型和电脑模拟推测出这颗行星的存在，但尚未直接观测到过这个天体。

　　最新一期的《天文物理期刊》上刊登了关于这一研究成果，科学家们表示这一遥远但巨大的天体，其特征符合现有的行星定义。

　　“第九行星”由其他天体轨道推测而来

　　做出这一研究的两名科学家为迈克尔·布朗和康斯坦丁·巴特金。其中，布朗此前为人熟知的身份是“冥王星杀手”(Pluto Killer)，正是他2005年发现了与冥王星质量相当的阋神星（Eris），直接导致冥王星被从太阳系九大行星的名单中除名。布朗表示，“对冥王星被降级感到不爽的人应该感到高兴了。我们终于知道那里有一颗真正的行星等待我们去证实。太阳系终于又可以有九大行星了。”

　　冥王星虽被降级为矮行星，然而，科学家对太阳系内新行星的探索热情却从来没有停止过。

　　2003年，布朗团队发现了赛德娜（Sedna），它比阋神星和冥王星略小。它的近日点离太阳也有76个天文单位，超出了柯伊伯带和海王星的引力影响。因此，他们推测在海王星外存在某个大质量天体，将赛德娜拖到了它现处的这条遥远的轨道上。

　　2014年，华盛顿卡内基科学院（Carnegie Institution of Science）的斯科特·谢帕德（Scott Sheppard）和夏威夷“双子星”天文观测站（Gemini Observatory）的查德·特鲁吉罗（Chad Trujillo）在《自然》期刊上发表文章描述了VP113的发现，这是另外一颗从来不会靠近太阳的天体。通过对VP113以及其他10个类似天体的轨道研究，他们发现这些天体在近日点时都非常接近于地球环绕太阳所在的轨道平面，也就是黄道面。斯科特·谢帕德和查德·特鲁吉罗认为这种特殊的聚集方式也许意味着，存在一颗遥远的大行星驱赶着这些天体来到黄道面附近。

　　布朗和巴特金进行了更进一步的研究。他们从谢帕德和特鲁吉罗研究的十几个天体中挑出包括赛德娜在内的6个作为研究对象，研究怎样的一颗天体能够对它们的轨道产生影响，使它们在现在的轨道上运行。巴特金是一位计算机建模高手，他在电脑中模拟了太阳系，并在其中创造出不同大小和不同轨道的X行星，看哪种情况能够最好地解释那些天体的轨道。

　　从这些模拟中，他得出X行星大小介于地球质量的5－15倍之间，还得出了一条最合适的轨道：在空间中与6颗已知天体对齐，使得它的近地点与那6个天体的远地点处在同一方向。6颗已知天体的轨道应该会穿过X行星的轨道。

　　“在那之前，我们自己也不相信这样的结果。在我们看来，这完全不合理。”布朗说。但他们的模型表明，一颗质量是地球10倍的行星对小天体的轨道产生影响，使其尽量远离太阳。此外，模拟数据表明，这种重力影响还导致小行星的轨道逐渐产生90度扭曲，使小行星的轨道定期垂直于太阳系平面。

　　这一预测使二人的研究一定程度上被证实。事实上，自2002年以来，人们已经发现了5颗轨道高度倾斜的柯伊伯带天体，而它们的起源在很大程度上仍无法解释。“它们不仅存在，而且恰好处在我们预测的位置上。”布朗说，正是这一点让他对新行星的存在确定无疑。

　　谢帕德表示，未知行星是否存在仍是一个未知数，“在没有亲眼看到之前，其存在总是存疑的。”他提出，最新的计算只是以一小群已知天体为基础，这一假设还需要对扰动天体的进一步观测才能证实。

　　布朗则认为“第九行星”存在的几率为90%。

　　不少科学家质疑第九大行星的存在

　　但这一“震惊”天文学界的预测并没有得到所有科学家的支持，美国宇航局首席科学家艾伦·斯托芬（Ellen Stofan）在接受BBC采访时对“第九大行星”的预测表示质疑。

　　X行星距离太阳非常远，它和太阳之间的距离平均约320亿公里，远日点可达到1600亿公里之遥。相比之下，冥王星和太阳之间的平均距离“仅”59亿公里，远日点也不过74亿公里。X行星绕太阳公转一周需要1万到2万地球年，而冥王星的公转周期也不过248年，海王星则是164.8年。

　　为什么X行星会离太阳如此远？科学家推测是因为在45亿年前太阳系形成初期，一大堆岩石之类的物质被踢到了外围区域，然后在大约40亿年前形成了Planet X，并走上了一个极为遥远的椭圆形轨道，此后就潜伏在那里。

　　根据数学和计算机模型，预计这颗行星可以在5年内被观测到。

　　但美国宇航局首席科学家艾伦·斯托芬在接受BBC采访时表示：“大小介于地球和海王星之间，距离地球非常远，环绕太阳运行一周要花近2万年，这可能吗？”斯托芬说，“我是有怀疑的。我们曾用开普勒望远镜鉴别出5000多颗类似超级地球的行星，但是没有一颗大小介于地球和海王星之间，可能是我们漏了，也可能这只是猜测。”

　　布朗表示证据来源于6个外太阳系小天体的运行模式。这6个外太阳系小天体的轨道拥有相同的倾角，并且朝向太阳的角度很接近，自然条件下出现这一情况的几率只有1/14000。对此最合适的解释，就是第九大行星的引力作用，正是这颗超大行星将6个小天体纳入了自己的椭圆形轨道。

　　根据2006年国际天文联合会决议，满足三个条件的天体才能被视为行星：一是在轨道上环绕太阳运行；二是需要有足够的质量，能以自身的重力克服刚体力，因此能呈现流体静力平衡的形状（接近圆球体）；三是能将邻近轨道上的天体清除。

　　巴特金介绍，目前很难通过望远镜观测到X行星，因为它距太阳太远，反射到的太阳光极其微弱。迈克尔·布朗提到，等到2021年智利的“大麦哲伦望远镜”（世界最大天文望远镜）建成时，有希望捕捉到X行星的踪影。

　　X行星的存在已探讨多年，对它的存在却一直无从证明，并存在巨大争议。19世纪开始，天文学家发现天王星轨道上存在着微小的波动，因而推断可能有未知行星的存在，一个巨大重量的天体牵引着天王星。通过对引力的计算，科学家在预测到的轨道上发现了海王星。此后，每当天文学家发现无法解释的运动轨迹时，就会揣测存在未知的行星。

　　法国轨道动力学家亚历桑德罗·摩比德利（Alessandro Morbidelli）表示，他看完整篇研究后，“完全相信”这颗行星的存在。但也有其他业内学者表示有待观察。美国科罗拉多西南研究所的行星科学家Hal Levison谨慎表示：“在我的职业生涯看到过很多类似研究和说法，但事实证明都是错误的。”

　　布朗和巴特金还在尝试用其他方法来测试X行星的存在。它的重力会影响KBOs轨道（海王星外面新发现的一群类冰状天体）发生倾斜，其中一些已经被发现，如果未来观测到更多类冰状天体运行轨道发生变动，则会更有说服力。

　　美国科罗拉多西南研究所行星科学家David Nesvorny表示：“要发现KBOs轨道变动并不容易，这又回到了原点，目前只有期待天文望远镜探测到X行星的存在。”

　　（编辑：杨晶）