第九行星:太陽系邊緣看不見的天體
第九行星是一個假設中的天體,質量大約是地球的 5 到 10 倍,天文學家認為它可能繞行在海王星軌道外很遠的地方——推測來自幾個遙遠古柏帶天體的軌道,像是被同一個東西牽引成同樣排列。至今沒有人拍到或證實它存在;有研究者主張這其實是觀測偏差,不是真有一顆行星。用來普查全天空的薇拉·魯賓天文台,也許幾年內就能解開這個謎。
第九行星本來是什麼樣的推測
2014 年,天文學家 Chad Trujillo 與 Scott Sheppard 發表了幾個遙遠古柏帶天體的觀測結果,這些天體的軌道有一些共同的怪異之處。這個謎題促使加州理工學院的 Konstantin Batygin 與 Mike Brown 在 2016 年提出:背後可能有一顆看不見的行星,牽引著它們。按加州理工學院發布的說法,他們定義的第九行星,質量大約是地球的 10 倍,平均軌道距離大約是海王星到太陽距離的 20 倍,繞太陽一圈要 1 萬到 2 萬年。
沒有人真的看過它。第九行星是從它在其他已知小天體身上留下的重力痕跡推測出來的假設,還不是太陽系裡跟水星到海王星並列、已經確認的成員。NASA 自己的介紹頁面也只稱它是「可能」存在的天體;每一個嚴肅的資料來源,包括提出這個假說的天文學家自己,都把它形容為尚未被偵測到。
流行的說法:隱藏的巨行星和它的「照片」
網路上很容易找到第九行星的震撼畫面:一個巨大、昏暗的天體在星空背景裡發著光。這些圖全部都不是真的。加州理工學院 2016 年發布消息時附的那張圖,和後來流傳的每一張一樣,只是由 Caltech 與 IPAC 的 R. Hurt 繪製的想像圖,畫的是一顆被遙遠太陽照亮的氣態巨行星。NASA 明白寫著,第九行星從來沒有被直接觀測或拍攝過;現在存在的,只是一種猜測的插畫。
2016 年的證據:六個排在一起的軌道
引發這個謎團的,是六個遙遠的古柏帶天體,包括賽德娜和 2012 VP113,據 NASA 說明,它們橢圓形的軌道全部指向同一個方向,並相對太陽系平面傾斜約 30 度。Batygin 與 Brown 在 2016 年發表於《天文期刊》的論文裡算出,這種排列純粹出於巧合的機率只有 0.007%。他們針對遠方行星做的模擬,也預測應該還有一批軌道幾乎垂直的天體;當資料裡真的跑出五個這樣的天體時,據加州理工學院的說法,Brown 回憶自己「下巴差點掉到地上」。
2019 年的修正:更小、更近的行星
三年後,Batygin 與 Brown 和另外兩位學者 Fred Adams、Juliette Becker 一起,在《物理報告》期刊的一篇受邀綜述裡修正了估計值。新模型偏向一顆更小、更近的行星:質量大約是地球的 5 到 10 倍,軌道半長軸大約 400 到 800 天文單位,離心率約 0.2 到 0.5,相對太陽系平面傾斜 15 到 25 度。這篇綜述依然把第九行星形容為尚未偵測到的天體,講的是背後的動力學推論和未來找到它的可能性,而不是一次目擊。
主張這只是觀測偏差的一派
不是每個天文學家都接受這種排列是真的。2017 年,「外太陽系起源巡天」計畫的 Cory Shankman 與同事主張,巡天觀測本來就比較容易發現特定軌道方向上暗淡、遙遠的天體,這種偏差是天生的;他們自己的樣本,統計上和一個均勻、沒有聚集的分布並無二致。K. J. Napier 與同事在 2021 年得出類似結論:他們檢視三個不同巡天計畫找到的 14 個極端海王星外天體,修正各自巡天已知的偏差後,發現這些軌道方向和隨機分布相符的機率介於 17% 到 94% 之間,並表示「沒有證據支持角度上的聚集」。
搜尋還在繼續:薇拉·魯賓天文台
這場爭議也許不會再拖太久。位於智利的薇拉·魯賓天文台,是一座配備 32 億畫素相機的廣角巡天望遠鏡,正在進行為期十年、涵蓋整片天空的觀測計畫,據《國家地理》報導,預計會在過程中發現大約 3.7 萬個海王星外天體。天文學家 Megan Schwamb 告訴《國家地理》,如果第九行星真的存在,「我們會像看到冥王星一樣看到它」,甚至可能在望遠鏡運作的頭一兩年內就發現。天文學家 Samantha Lawler 則比較保守,她提醒,這顆行星「也可能只是距離更遠,或者比模型假設的更小、反光更弱」。
結論
真假檔案把這一份歸檔為「存疑」。促成第九行星假說的那組軌道排列,是真實存在的資料,Batygin 與 Brown 的模型也解釋得很漂亮,但 Shankman 和 Napier 各自獨立的分析顯示,同一批資料一樣可以用「根本沒有隱藏的行星,只是巡天觀測的盲點」來解釋。至今沒有任何望遠鏡拍到第九行星,量出它的質量,或確定它的軌道。薇拉·魯賓天文台的巡天計畫,是第一個真正有機會在幾年、而不是幾十年內解開這個問題的工具。
出處
- Caltech,2016-01-20:Caltech Researchers Find Evidence of a Real Ninth Planet
- arXiv (The Astronomical Journal),2016:Konstantin Batygin & Michael E. Brown, Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System
- arXiv (Physics Reports),2019:Konstantin Batygin, Fred C. Adams, Michael E. Brown & Juliette C. Becker, The Planet Nine Hypothesis
- NASA Science,2024-11-05:Planet Nine
- NASA Science,2024-10-26:Far Beyond Pluto, a Possible Planet Nine Awaits Discovery
- arXiv (The Astronomical Journal),2017:Cory Shankman et al., OSSOS VI. Striking Biases in the Detection of Large Semimajor Axis Trans-Neptunian Objects
- arXiv (The Planetary Science Journal),2021:K. J. Napier et al., No Evidence for Orbital Clustering in the Extreme Trans-Neptunian Objects
- National Geographic,2025-06-20:The 4 biggest space mysteries the new Vera Rubin Observatory could solve