一、跨越二十三年的星空寻觅:第九行星的世纪猜想
自2006年冥王星被降级为矮行星后,太阳系是否还存在第九颗大行星的争论从未停歇。这场持续十余年的科学探索,近日因一项跨越23年的红外天文观测数据对比研究迎来重大突破——天文学家可能首次捕捉到了传说中“第九行星”的踪迹。
这颗神秘天体最早由加州理工学院的天文学家迈克尔·布朗(Michael Brown)和康斯坦丁·巴特金(Konstantin Batygin)于2016年提出。他们通过对柯伊伯带(海王星轨道外的冰冷天体聚集区)内若干小型天体轨道异常的研究,推测其背后可能存在一颗质量约为地球10倍、轨道半径达数百天文单位(AU)的巨型行星。若这一假说成立,第九行星将成为继冥王星之后太阳系最遥远的居民,其公转周期可能长达数千年。
二、红外天眼的“时空穿越”:锁定神秘天体
此次突破性进展得益于两台服役多年的红外天文卫星——1983年发射的IRAS(红外天文卫星)和2006年启用的AKARI(日本宇宙航空研究开发机构的红外巡天卫星)。台湾清华大学天文学家潘庭苇(Terry Long Phan)领导的团队,通过比对这两台设备拍摄的全天红外图像,发现了一个疑似第九行星的候选目标。
关键线索:跨越时空的运动轨迹
在IRAS 1983年的观测数据中,一个微弱的光点出现在金牛座方向;而在2006年AKARI的同一区域扫描中,该位置却空无一物。然而,AKARI却在距离原位置约47角分(约相当于满月直径的三分之二)的天区捕获到一个新亮点。经过精密计算,研究团队排除了视差干扰——这是由于地球绕太阳公转导致的天体表观位置变化,其幅度通常不超过15角分/半年。最终确认,这个天体在23年间移动了约47角分,暗示其正以极缓慢的速度沿椭圆轨道运行,与第九行星的理论预测高度吻合。
排除干扰:从“超新星”到“暗物质”假说的终结
值得注意的是,这并非首次宣称发现第九行星的候选体。2021年,伦敦帝国理工学院的迈克尔·罗文-罗宾逊(Michael Rowan-Robinson)也曾从IRAS数据中识别出一个约5倍地球质量的候选体,但其位置始终未被其他观测证实。相比之下,本次发现的独特之处在于:
双重验证:同一目标在IRAS和AKARI数据中均留下清晰痕迹;
运动学匹配:47角分的位移量与理论模型计算的轨道速度完美契合;
质量下限:根据红外辐射强度估算,该天体质量超过海王星,远高于此前认为的超级地球级别。
三、暗夜猎手:如何捕捉宇宙幽灵?
为何这颗潜在行星如此难以捉摸?答案隐藏在其极端的环境特性中:
低温暗影:距离太阳约700 AU(约1050亿公里),表面温度接近绝对零度,仅能通过红外波段释放微弱热辐射;
轨道偏心:近日点可能低至280 AU,远日点则延伸至1120 AU,远超已知八大行星的轨道范围;
尺寸之谜:若质量为海王星的2-4倍,其体积可能与天王星相当,但因遥远距离导致视星等极低(推测超过22等),远超普通望远镜探测极限。
为此,科学家动用了堪称“宇宙放大镜”的先进设备:IRAS曾以62个探测器阵列绘制全天红外图谱,AKARI则以更高的灵敏度覆盖中远红外波段。即便如此,候选体的亮度仍接近仪器探测阈值,其存在仍需后续光学望远镜的直接成像验证。
四、未解之谜:第九行星的身世之谜
即便此次发现最终被证实,围绕第九行星的诸多谜团仍待解开:
起源之问:传统行星形成理论难以解释如此遥远巨行星的诞生。一种可能是它形成于内太阳系,后被木星等巨行星的引力弹弓效应抛射至深空;另一种假说则认为它是流浪行星,被太阳系早期引力捕获。
轨道悖论:第九行星的扁长轨道与柯伊伯带多数天体的近圆轨道显著不同,暗示其形成过程可能伴随剧烈的动力学扰动事件。
家族成员:若第九行星真实存在,是否还存在更多未被发现的伴星?它们的共同作用是否塑造了太阳系边缘独特的天体分布?
五、未来之战:寻找最后的证据
目前,全球天文学家正摩拳擦掌准备开展“围猎行动”。计划于2025年投入使用的薇拉·鲁宾天文台(VRO)将凭借其3.2千兆像素相机,以每晚扫描数百万颗恒星的效率展开拉网式搜索;而暗能量巡天望远镜(DECam)的大视场优势,也将助力缩小候选体的定位范围。此外,即将升空的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜将以前所未有的精度绘制银河系暗物质分布图,或许能在不经意间为第九行星提供旁证。
“我们正在见证太阳系考古学的黄金时代。”潘庭苇教授感慨道,“每一次深空巡天都在改写教科书,而第九行星的发现或将彻底重塑我们对行星系统演化的认知。”
星辰大海的永恒召唤
从冥王星降级引发的争议,到第九行星假说的跌宕起伏,人类对太阳系的探索始终伴随着质疑与惊喜。无论此次候选体最终能否荣膺“第九行星”桂冠,这场横跨数十年的科学马拉松都已证明:在浩瀚宇宙面前,人类的好奇心永远是指引前路的北极星。当未来的望远镜揭开那颗遥远天体的神秘面纱时,我们或许会发现,它不仅是一颗行星,更是宇宙写给人类的另一封情书。