藝術(shù)家想像的一顆超級地球，在數(shù)百億公里以外的偏遠(yuǎn)地帶環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)。新發(fā)現(xiàn)的太陽系偏遠(yuǎn)天體暗示，這樣一顆行星是有可能存在的。圖中太陽周圍的那一圈，代表已知最遙遠(yuǎn)行星——海王星的軌道。圖片來源：Tom Ruen

（艾麥樂 編譯）天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了又一顆極度偏遠(yuǎn)的太陽系天體。它是真的極度偏遠(yuǎn)，要花大約40000年才能環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)一圈。更有趣的是，它的存在本身似乎指出太陽系內(nèi)還有另一顆行星，就是理論上推測存在卻一直未被發(fā)現(xiàn)的那顆第九行星。

新發(fā)現(xiàn)的天體被稱為2015 TG₃₈₇，是在利用超大望遠(yuǎn)鏡巡視天空搜尋太陽系極遙遠(yuǎn)天體的一項巡天項目中發(fā)現(xiàn)的。剛被發(fā)現(xiàn)的時候，TG₃₈₇距離我們120億公里，相當(dāng)于地球到太陽距離的80倍，也相當(dāng)于海王星到太陽距離的大約2.5倍！

根據(jù)距離和亮度，天文學(xué)家估計它可能有300公里寬。這個估計還很粗略，如果它本身的顏色更黑，個頭也可能會更大一些。不過無論如何，它都算不上太大。我們的月球，直徑就是它的10倍左右。

TG₃₈₇的軌道相當(dāng)有趣，要比地球的公轉(zhuǎn)軌道長出2000多倍。最遠(yuǎn)的時候，這個天體可以運(yùn)行到距離太陽3500億公里以外，最近的時候，它也不會靠近到太陽100億公里以內(nèi)，差不多是海王星到太陽距離的2倍以上。這意味著，它的軌道非常橢長。（用天文學(xué)術(shù)語來說，它的軌道橢率為0.945——橢率為0是圓，為1是拋物線，可見這條軌道相當(dāng)扁長。）由于距離遙遠(yuǎn)，它看起來極為暗淡，在星空中的移動也非常緩慢，自2015年發(fā)現(xiàn)以來，天文學(xué)家花了3年時間跟進(jìn)觀測，才確定了它的軌道參數(shù)。

這兩幀照片顯示了2015 TG₃₈₇在星空背景中的移動。圖片來源：Scott Sheppard

順帶提一句，軌道上距離太陽最近的點(diǎn)稱為近日點(diǎn)，而近日點(diǎn)比它更遠(yuǎn)的太陽系已知天體只有兩顆：塞德娜和2012 VP₁₁₃。換句話說，在太陽系我們已知的所有天體當(dāng)中，TG₃₈₇到太陽的最近距離是排名第3遠(yuǎn)的。

天文學(xué)家預(yù)期，類似的天體在太陽系里應(yīng)該大量存在，大都隱藏在黑暗之中尚未被人發(fā)現(xiàn)。而這個天體之所以非常有趣，不只是因為它本身，更是因為它軌道的形狀以及方向。

你可以把太陽系劃分成兩大塊區(qū)域：一部分是內(nèi)太陽系，主要包含行星和小行星；另一部分是外太陽系，主要包含海王星外的冰質(zhì)巖球（或者巖質(zhì)冰球）。事實上，天文學(xué)家把后者全部統(tǒng)稱為海外天體（TNO）。

不過，海外天體還可以細(xì)分成很多類別。有些天體就在海王星軌道以外繞太陽公園，它們構(gòu)成了柯伊伯帶，冥王星就是其中之一。其他一些天體距離太陽更遠(yuǎn)，軌道平面也更為傾斜，它們構(gòu)成了所謂的離散盤。而在離散盤以外，還存在一大群小天體，構(gòu)成了奧爾特云，最遠(yuǎn)可以延伸到大約10萬億公里以外，有將近1光年之遙！

已知的太陽系結(jié)構(gòu)大致如圖所示：內(nèi)太陽系包含8顆行星，和外側(cè)的柯伊伯帶幾乎運(yùn)行在同一平面，更外側(cè)是離散盤和奧爾特云，天體的軌道本應(yīng)該更雜亂無章才對。圖片來源：geoscienceworld.org

離散盤和內(nèi)奧爾特云中的許多天體，都有著極為橢長的軌道。有些天體可以運(yùn)行到離太陽足夠近（但仍然很遠(yuǎn)）的位置，使得它們能夠受到木星、土星等巨行星引力的強(qiáng)烈影響；其他一些天體則始終徘徊在足夠遙遠(yuǎn)的地方，只會受到行星引力的輕度影響；還有一些天體位置更遠(yuǎn)，對那些行星的引力可以說是不屑一顧的。

新發(fā)現(xiàn)的2015 TG₃₈₇是內(nèi)奧爾特云的成員，屬于上面所說的最后一類。它永遠(yuǎn)不會靠近內(nèi)太陽系，也不會受到內(nèi)側(cè)那些行星引力的顯著影響。

而這正是事情變得古怪的地方。所有的行星和小行星（還有柯伊伯帶天體），大致都在同一個平面上繞太陽公轉(zhuǎn)。換句話說，那些天體的軌道幾乎可以攤平在同一張紙上。但是，如果你進(jìn)一步遠(yuǎn)離太陽，進(jìn)入到離散盤之后，天文學(xué)家預(yù)期這里的天體應(yīng)該擁有橢長的軌道，并且軌道的傾角應(yīng)當(dāng)是相當(dāng)隨機(jī)的。舉例來說，某個天體的軌道可以垂直于內(nèi)太陽系平面，而另一天體的軌道可以傾斜20度角，還有一個天體軌道則可以傾斜45度，諸如此類，應(yīng)該并無規(guī)律可循。不僅如此，天文學(xué)家還預(yù)期，這些軌道的長軸也應(yīng)該隨機(jī)指向天空中的任意方向才對。

2015 TG₃₈₇的軌道極為橢長，甚至長過塞德娜和2012 VP₁₁₃。需要特別指出的是，這3顆極偏遠(yuǎn)的太陽系天體，軌道的長軸都大致偏向同一個方向。圖片來源：Roberto Molar Candanosa，Scott Sheppard，卡內(nèi)基研究所

然而，事實并非如此！雖然現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)太多偏遠(yuǎn)的天體，但已知的不少天體，軌道長軸似乎都偏向于同一個大方向。這一點(diǎn)出乎天文學(xué)家的意料：如果它們在太陽系的位置太過偏遠(yuǎn)，不可能受到太陽系內(nèi)側(cè)那8顆行星的引力影響，那為什么它們的軌道或多或少會對齊同一個方向呢？

2014年，兩位天文學(xué)家提出這樣一個假說：存在一顆超級地球，即一顆質(zhì)量比地球更大的行星，在柯伊伯帶以外環(huán)繞太陽運(yùn)行。正是這顆行星的引力，數(shù)十億年來潛移默化地影響著那些海外天體的軌道，使得后者的軌道大致對齊了同一個方向。

沒過多久，另外兩名天文學(xué)家分析了那些海外天體軌道的朝向，并假設(shè)它們確實受到了這樣一顆行星的引力影響，在這個基礎(chǔ)上計算出了這顆所謂的“第九行星”可能所處的軌道，甚至預(yù)言了這顆超級地球在天空中可能所處的方位。

正是這一預(yù)言，促成了用超大望遠(yuǎn)鏡搜尋太陽系極遙遠(yuǎn)天體的巡天項目，也正是這一項目發(fā)現(xiàn)了TG₃₈₇（VP₁₁₃也是這一項目在2012年發(fā)現(xiàn)的）。話說回來，TG387的軌道朝向似乎也跟“第九行星”的假說符合得剛剛好。

許多海王星外天體的軌道長軸都大致指向同一個大方向，在一些天文學(xué)家看來，這預(yù)示著太陽系外圍還存在一顆尚未被發(fā)現(xiàn)的行星，可能比地球更大，稱為“第九行星”。

再強(qiáng)調(diào)一次，在離太陽這么偏遠(yuǎn)的地方，人類已知的天體數(shù)量有限，所以不能絕對肯定地說它們?nèi)际艿搅诉@顆行星的影響——因為還有可能只是巧合。

一些天文學(xué)家已經(jīng)提出了這樣的觀點(diǎn)，認(rèn)為那些巡天項目存在偏向性，更容易找到處在這種古怪軌道上的天體。他們表示，他們自己的巡天項目偏向性較小，就沒有看到這么多軌道古怪的天體，因此“第九行星”是否存在，還得打上一個大大的問號。

然而，新發(fā)現(xiàn)的天體與其他海外天體軌道相符，這一事實似乎又偏向于“第九行星”確實存在。當(dāng)然，前提是他們的巡天項目真的不存在偏向性的話。

所以，搜索還要繼續(xù)下去。那個巡天項目也在持續(xù)進(jìn)行，天文學(xué)家希望最終能夠找到“第九行星”，不過在這個過程中，他們很可能會找到更多類似TG387的天體。他們預(yù)期，在那片太空疆域之內(nèi)存在200萬顆寬度超過40公里的天體，隨著天文學(xué)家繼續(xù)搜尋，其中總會有一些應(yīng)該會浮出水面的。

誰知道呢？說不定今晚，或者下周，也可能明年，就會有一顆更亮也更大的天體，或許就是那顆天文學(xué)家一直在搜尋的超級地球，被這一巡天項目發(fā)現(xiàn)。確實如此的話，天文學(xué)家就不得不再次重新審視我們的太陽系，以了解它如何形成又如何演化，以及它看起來為什么會是現(xiàn)在這個樣子了。（編輯：Steed）

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