[비즈한국] 第九大行星是太阳系天文学中最热门的话题之一。天文学家推测，在海王星和冥王星之外的极远之处，可能还隐藏着一颗与海王星大小相当的巨大气态行星。特别是随着最近薇拉·鲁宾（Vera Rubin）望远镜开始观测，许多天文学家都期待着不久后能捕捉到第九大行星的身影。
至今仍有不少人翻阅着夜空的照片，试图寻找第九大行星。但遗憾的是，其存在尚未得到证实。相反，科学家们不断发现新的小型矮行星。2023年3月，又有一颗新天体被发现。虽然它不是我们寻找的那颗大型第九大行星，但与此并非毫无关联。因为即便只是多发现一颗这样的小石头，也可能彻底改变第九大行星的命运。
此次发现的天体被戏称为“菊石”（Ammonite）。正是由于“菊石”的出现，第九大行星存在的可能性再次受到强烈质疑。即使它真的存在，其轨道也必须比原先预想的更为宽大。第九大行星仿佛是一个令人捉摸不透的存在，越是费力搜寻，它就逃离得越远，躲进更深邃的黑暗之中。第九大行星真的隐藏在更远的地方吗？或者说，它到底是否存在？这次发现的“菊石”为何会对第九大行星的存在可能性构成巨大威胁？
一旦越过海王星轨道，便进入了一个截然不同的天体世界。这些天体不会靠近太阳，而是始终在极远的地方运行，轨迹呈高度扁平的椭圆形。它们甚至偏离海王星轨道甚远，在绕行过程中几乎不受海王星引力影响。相反，它们更容易受到路过太阳系附近的其他恒星，或银河系整体引力的影响。2003年首次发现的赛德娜（Sedna）就是这类天体的典型代表。因此，这些远离海王星轨道、在边缘地带盘旋的天体被称为“赛德诺伊德”（Sednoid），这与穿梭于海王星轨道的海外天体（TNO）有着本质区别。
此次发现的“菊石”也是一颗赛德诺伊德，它是人类发现的第四颗此类天体。天文学家们为了寻找漫游在太阳系边缘的原始天体，正在进行大规模的搜寻行动。这是一个名为“太阳系外围形成：冰冷遗产（Formation of the Outer Solar System: an Icy Legacy）”的观测项目，简称“FOSSIL”（意为化石）。其寓意是寻找保留着太阳系形成之初物质与记忆的宇宙化石。因此，这颗新天体被冠以著名化石的名字——“菊石”。其正式编号为2023 KQ14。
“菊石”分别在2023年3月、5月和8月被斯巴鲁望远镜捕捉到。然而，仅凭这些数据很难确定其精确轨道。天文学家们于2024年7月利用加拿大-法国-夏威夷望远镜进行了追加观测，并仔细翻阅了过去的观测记录。在搜寻了长达19年的数据后，终于发现了多年前偶然拍到的“菊石”身影。通过分析这19年的观测数据，科学家推导出了“菊石”的轨道：它距离太阳的平均距离超过250个天文单位（AU），近日点距离也达到了66AU。这意味着即使它离太阳最近时，也远在日地距离的66倍之外。
这些海王星之外、在远处绕日运行的天体，实际上几乎不受太阳系内侧天体引力的影响。因此推测，自45亿年前太阳系诞生以来，它们一直维持着稳定的轨道，没有发生太大变化。那么，它们究竟是如何在如此遥远的地方维持高度扁平轨道的呢？目前对于赛德诺伊德独特的轨道还无法给出圆满解释，且作为第四颗赛德诺伊德，相关案例依然太少。
不过，目前有几种假说。如果很久以前曾有流浪行星或与太阳质量相当的恒星擦肩而过，太阳系外围天体的轨道可能演变成了现在的赛德诺伊德模样。或者，太阳在诞生初期可能曾与其他恒星聚集在星团中，在被驱逐出星团的过程中，受周围恒星引力影响，导致边缘天体的轨道发生极端改变。还有一种可能是，过去太阳周围曾存在过一颗携带着小天体的轻量级恒星，太阳凭借较强的引力将其“掠夺”了过来，才形成了现在的赛德诺伊德。
当然，还有最受关注的假说：可能存在一颗第九大行星，正是受其引力影响才形成了这些赛德诺伊德。
特别是关于可能存在第九大行星的假说，最初源于那些穿梭于海王星轨道内外、运行轨道高度扁平的TNO（海外天体）。
迄今为止发现的大部分TNO，其轨道都呈现出偏向某一方向的特征。这非常不自然，因为绕太阳运行的天体轨道理应在各个方向上随机分布。这种偏向性意味着某种动力学机制在起作用。基于此，一些天文学家推测在TNO轨道偏向的对侧，隐藏着一颗巨大的气态行星。
这一假说刚提出时，被视为支持第九大行星存在的有力证据。然而，随着太阳系边缘小天体不断被发现，第九大行星存在的可能性开始动摇。
典型例子是最近发现的另一颗轨道极其特殊的TNO——2017 OF201。它的发现正面否定了第九大行星假说，因为它运行的轨道方向与之前TNO偏向的方向正好相反。如果存在第九大行星，2017 OF201很难在它的引力影响下长时间维持现有轨道。
此次发现的“菊石”情况也类似。天文学家将包括“菊石”在内的四颗赛德诺伊德的轨道数据代入模拟。结果显示，大多数情况下，这些赛德诺伊德自45亿年前诞生以来一直保持着稳定轨道。特别是“菊石”非常特殊，因为它是在此前从未发现过任何天体的区域被发现的。
绕太阳运行的大大小小的小天体虽然有着各种尺度的轨道，但在特定的轨道大小区间内很少出现天体。这一区间被称为太阳系的长半轴间隙或q-间隙（q-gap），而“菊石”恰好就在这个空隙中被发现。它的运行轨道与其它赛德诺伊德有着显著区别。
天文学家通过模拟确认，在太阳系形成约3亿年后（即约42亿年前），四颗赛德诺伊德可能曾发生过一次互相擦肩而过的事件，导致轨道发生了一次巨大的改变。据推测，这正是它们轨道变得与众不同的原因。进一步探讨第九大行星存在的可能性时，如果假设它维持着预想中的轨道，那么“菊石”的轨道便无法长期维持。如果要让第九大行星存在且不影响赛德诺伊德，它的轨道必须比原先预想的还要大得多。
以此看来，太阳系边缘每发现一颗新天体，不仅不支持第九大行星的存在，反而对其施加了更多限制。这些发现要么让人们质疑其存在的真实性，要么提出即便存在也必须位于更远轨道的结论，从而将第九大行星推向更难搜寻的深渊。这使得第九大行星及其追寻者们的命运更加坎坷。或许我们要么接受它从不存在的事实而选择放弃，要么则自我安慰它隐藏在更难寻找的深邃黑暗中，从而执着地继续追寻。
关于第九大行星的争议，最终在未得到证实之前恐怕永远不会结束。即便搜寻无果，人们恐怕也难以接受“是因为没有第九大行星”的结论。在真相大白之前，人类只能进行无止境的观测。最终，我们的命运早已注定：要么终有一日发现它，要么在无尽的追寻中前行。
参考资料
https://www.nature.com/articles/s41550-025-02595-7#Abs1
作者池雄培（Ji Ung-bae）简介：热爱猫咪与宇宙。儿时在看过《银河铁道999》后，立志要将宇宙的美丽传播给世人。目前担任世宗大学自由专业学部助理教授，积极从事讲座、写作等科学传播活动。著有《每天一片宇宙》、《星光熠熠的宇宙科学家们》、《虽无法触及却已知晓》、《观看宇宙时浮现的奇怪问题》等书籍，并翻译了《给真正宇宙旅行者的搭车客指南》、《我是如何杀掉冥王星的》、《量子人生》、《Cosmigraphic》等译作。