[비즈한국] 太阳系中永恒的话题，绝对绕不开的就是第九大行星“X行星（Planet X）”。曾长期被视为太阳系最后第九大行星的冥王星，最终在2006年的投票中被除名，太阳系的行星数量也随之减少到了八颗。然而在此之后，天文学家们依然锲而不舍地探讨着另一颗第九大行星存在的可能性。特别是人们提出了一种可能性：在太阳系边缘的黑暗深处，或许隐藏着一颗并非像冥王星那样模糊不清，而是大家都能公认为“新行星”的大型天体。围绕X行星展开的天文学家之争，感觉就像是一场关于谁能在距离太阳最遥远的地方插上旗帜的激烈竞赛。
X行星的话题之所以听起来如此引人入胜，恐怕是因为麦克·布朗（Mike Brown），这位在谈论冥王星被除名过程时绝对绕不开的人物。早在大多数天文学家认为太阳系中不再会有值得寻找的大型天体时，他就独自踏上了搜寻新行星的征程。最终，他在太阳系外围发现了一系列与冥王星相似甚至看起来稍大一些的天体，成为了令冥王星地位岌岌可危的始作俑者，即所谓的“冥王星杀手”。
然而从2016年开始，布朗又以一种新的主张吸引了学界的关注。他声称在冥王星之外，可能真的潜伏着另一颗真正的第九大行星——“第九大行星（Planet Nine/X行星）”。他特别以当时在太阳系外围、海王星轨道内外侧以极大偏心率绘制椭圆轨道的TNO（海王星外天体）的轨道作为依据。
有趣的是，这些TNO的椭圆轨道分布呈现出明显的单侧偏向性，仿佛在轨道未偏向的另一侧隐藏着什么东西。TNO仅仅出于偶然就呈现出这种独特轨道分布的可能性微乎其微。布朗主张，这是因为在对侧潜伏着一颗质量约为地球5~10倍的巨大气态行星。起初，布朗推测X行星的椭圆轨道相对于地球公转轨道面会有大约15~20度的倾斜。随着这些新证据的积累，天文学界再次掀起了寻找X行星的热潮。
而最近，针对X行星的存在可能性，发布了两项指向截然不同结论的有趣研究结果。一篇论文分析了长达20多年观测数据的积累，声称找到了13个最可能的X行星候选天体。但另一篇论文却反驳称，此前作为X行星最强有力证据的TNO轨道偏向分布，已不再具备说服力。两篇观点针锋相对的论文正在进行一场博弈。一方声称终于找到了X行星的候选者，而另一方则主张根本不存在所谓的X行星。太阳系到底是否存在第九大行星呢？
首先，让我们来看一下声称找到了X行星候选天体的第一篇论文。即使X行星真的存在，通过实际观测确认其存在也会非常困难。首先，预期的轨道距离太远了。据推测，它与太阳的平均距离是冥王星的三倍以上。在如此遥远的距离下，行星接收到的阳光非常微弱，反射回地球的光线也几乎不可见。
由于轨道巨大，其运行速度也非常缓慢。在夜空中，它的运动几乎无法察觉。最终，要确认是否有另一颗行星在太阳系外围徘徊，就需要每天拍摄同一方向的夜空，寻找在背景恒星之间缓慢移动的东西。然而，如果它绕行轨道一周需要近1000年，那么无论每天如何观测夜空，都很难察觉到它是否真的在移动。根据通过TNO轨道分布反推的X行星轨道模型，如果X行星真的隐藏在那里，它在地球夜空中的移动速度仅为每年约0.05度的微小角度。这种微小的差异，仅仅通过几天或几个月的观测是难以察觉的。
为了寻找X行星，红外线观测比可见光观测更为有利。由于它距离太阳非常遥远，无法接收到足够的阳光，因此X行星的表面温度极低。虽然距离越远，可见光会迅速变暗，但红外线具有在更远距离处也能观测到的优势。因此，在本次论文中，天文学家翻阅了红外空间望远镜的观测数据，试图寻找X行星的候选天体。一份数据是1983年IRAS卫星的观测数据，另一份则是23年后的2006-2007年间AKARI空间望远镜的观测数据。
天文学家通过对比相隔23年同一方向的天空照片，查看是否有天体在期间发生了移动。23年是一个足够长的时间间隔。考虑到X行星的预期轨道速度，23年时间足以让它在夜空中移动约1度。这种差异在对比两张照片时清晰可见。天文学家发现了13个位置发生了变化的天体。平均而言，这些天体在23年间在夜空中横跨了约0.78度的距离。经过逐一核对，最终选出了最可能的X行星候选者。这唯一的一个候选者在相隔23年拍摄的两张照片中，大小、颜色和亮度几乎完全相同。这令人怀疑是同一个天体仅仅发生了位置上的偏移。
那么，我们终于确认了苦苦寻找的X行星了吗？很难下定论。因为仅凭本次分析中使用的两次瞬间捕捉数据，很难获知该天体运行的完整轨道。未来还需要通过持续的追踪观测，确认它到底朝什么方向、以多快的速度移动，才能掌握其完整轨道。此外，还需要对该天体的表面构成物质进行进一步分析。如果表面由反射率更高的冰成分组成，那么即使体积较小，也可能呈现出足够明亮的观测结果。根据天体大小推测值的不同，天体的质量和轨道也可能发生变化。
本次分析之所以能够实现，得益于人类在相当长的时间内对宇宙全方位持续进行的观测。得益于过去20多年里对夜空各个角落的不间断拍摄，我们现在生活在一个可以通过重新翻阅积累的数据，确认是否错过了什么的时代。
然而，在完全相反的立场上也发布了新的主张。有观点提出，作为X行星最可靠证据的TNO轨道或许并没有向一侧偏斜，并随之提供了新的论据。最近，天文学家通过加拿大-法国-夏威夷望远镜等多种天文望远镜的观测，又发现了一个在夜空中缓慢徘徊的新TNO天体。从2017年7月23日开始，望远镜中出现了一个新的小点，此后通过长达7年的持续观测，成功在总共19张照片中捕捉到了该天体的影像。一个小点在背景星空之间缓慢穿行。基于这些数据，天文学家确认它是另一个在太阳系边缘海王星轨道内外徘徊的TNO天体。该天体目前被命名为“2017 OF201”。
正如目前已知的其他TNO一样，该天体以太阳为中心绘制着极其扁长的椭圆轨道。在远离太阳时，距离可达地日距离的1600倍之远。而在近日点时，距离太阳仅40AU左右，这与冥王星的平均距离相似。绕行这一长长的椭圆轨道一周需要约2万5000年。
目前推测该天体的大小仅为700公里左右。这不仅比不上地球，甚至比月球和冥王星还要小，处于小行星级别。火星与木星之间小行星带最大的小行星“谷神星”直径约为900公里。因此，以这种大小来看，它算得上是一颗略逊于谷神星的相当大的矮行星。一个有趣的事实是，如果倒推目前揭晓的轨道，大约在1930年代，该天体曾接近过地球。那与冥王星首次被发现的时期相近，遗憾的是，因为它比冥王星小得多，当时似乎未能捕捉到它的影像。
有趣的是2017 OF201所绘制椭圆轨道的偏向方向。与目前已知的其他TNO不同，它的轨道朝正相反的方向偏斜。对于那些一直将TNO的非对称轨道分布作为X行星存在最重要证据的天文学家来说，这可能是一个非常令人尴尬的发现。因为此次新确认的2017 OF201轨道，可以瞬间推翻上述主张。
事实上，在本次论文中，天文学家通过简单的模拟实验表明，2017 OF201的存在本身就否定了X行星假说。如果假设存在X行星，那么目前的2017 OF201轨道是绝对无法维持的。在应用包括麦克·布朗在内的天文学家所推测的X行星质量和轨道模型中，加入2017 OF201的话，短则数百万年，长则2亿年内，2017 OF201就会因X行星持续的重力影响，导致轨道极度扭曲，最终被抛出太阳系的重力束缚范围。2017 OF201能够维持现有轨道的唯一情况，就是没有X行星。即便X行星潜伏在某处，至少也不应该存在于目前已知的轨道上。
在满怀期待太阳系第九大行星X行星的情况下，这次发现可能相当具有冲击力。因为仅仅这一个案例，就足以成为TNO轨道并非一定向一侧偏斜的最有力反驳证据。如果冥王星轨道之外的极远距离处潜伏着一颗如天王星、海王星般沉重的行星，那么其重力必然会对外部小天体的轨道产生影响。因此，2017 OF201能长期稳定地维持轨道这一事实，给一直以来盲目期待的X行星存在可能性留下了巨大的疑问。
当然，现在谈放弃还为时尚早。因为我们还不知道2017 OF201具体是从何时起加入了太阳系外围的新成员行列。若站在期待X行星存在的一方开启“希望滤镜”的话，也不能排除2017 OF201是相对近期从太阳系外围进入，或者是因为近期经过太阳系附近的其他邻近天体的重力摄动，才偏离了原有轨道而变成了现在的轨道。
本次主张表明，根据我们观察宇宙的程度，我们大脑中描绘的宇宙形象可能会发生多么极端的改变。如果我们因为发现的TNO不够多，而认为它们只是偶然绘制出了相似的偏斜轨道，那么我们描绘出的太阳系就是另一侧隐藏着一颗巨大行星的模样。但这可能是一种因为我们尚未彻底排查整个太阳系而产生的“观测偏见（Bias）”。正如这样，宇宙会根据我们观察到什么程度、多少而呈现出截然不同的面貌。
太阳系外围是否真的潜伏着我们尚未找到、且足以堂堂正正冠以“新行星”之名的巨大X行星呢？您想把票投给哪一方？投给X行星真的潜伏在那里，我们最终会发现它的那一边？还是投给根本不存在所谓的X行星的那一边？
参考
https://www.science.org/content/article/astronomers-searching-planet-nine-find-possible-hints-different-planet
https://www.cambridge.org/core/journals/publications-of-the-astronomical-society-of-australia/article/search-for-planet-nine-with-iras-and-akari-data/4AC94D8DED041495F85F518C286D5284
https://www.sciencenews.org/article/dwarf-planet-solar-system-planet-9-x
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025MPEC....K...47C/abstract
作者池雄培（Ji Woong-bae）是谁？热爱猫咪与宇宙。儿时在看过《银河铁道999》后，立志让更多人了解宇宙之美。目前在延世大学银河演化研究中心及近宇宙论研究室，研究通过星系相互作用产生的演化，并从事讲座、写作等多种科学传播活动。著有《和暧昧的天文台谈恋爱》、《整天想着宇宙》、《星，光之科学》等书。