人類科技發(fā)展到了今天，已經(jīng)有了相當(dāng)強(qiáng)大的天文觀測(cè)能力。我們可以看到134億光年以外的宇宙，可以看到隱藏在星云背后的恒星?？墒牵瑢?duì)于太陽(yáng)系內(nèi)到底是否存在第九大行星，卻始終一無(wú)所知。這顆隱藏的行星，到底存在嗎？

神秘的柯伊伯帶

（圖片說(shuō)明：目前天文學(xué)領(lǐng)域最熱門(mén)的話題之一：第九行星到底是否存在？）

顯然，如果第九大行星真的存在，它極有可能存在于海王星以外的一片區(qū)域——柯伊伯帶?？乱敛畮У姆秶壳安⒉煌耆_定，但科學(xué)家認(rèn)為它至少可以從海王星軌道延伸到距離我們50個(gè)天文單位的位置。

科學(xué)家認(rèn)為，柯伊伯帶有點(diǎn)類似于小行星帶，但是范圍更加寬廣。這里的天體最大直徑只有2370公里，也就是我們熟知的冥王星；小的只有差不多1公里，更小的我們很難在地球上觀測(cè)到。這些天體都是太陽(yáng)系形成初期時(shí)沒(méi)有能夠聚合成行星的失敗者，它們大多保持著40多億年前的模樣。

在觀測(cè)過(guò)程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：柯伊伯帶天體的軌道都非常扁。以冥王星為例，它最遠(yuǎn)的時(shí)候距離太陽(yáng)有73億公里，是日地距離的49.3倍；但最近的時(shí)候，它和太陽(yáng)的距離會(huì)縮小到44億公里，幾乎只有遠(yuǎn)日點(diǎn)的一半，甚至比海王星還要近。

（圖片說(shuō)明：冥王星軌道示意圖，其極大的偏心率比八大行星大得多）

更多的觀測(cè)顯示，冥王星的軌道雖然和八大行星相比非常詭異，但在柯伊伯帶內(nèi)卻十分常見(jiàn)。數(shù)學(xué)計(jì)算和計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果都告訴我們一種原因：海王星在形成時(shí)和太陽(yáng)的距離比現(xiàn)在要近數(shù)億公里，然后在漫長(zhǎng)的歲月里遷移到現(xiàn)在的位置，導(dǎo)致柯伊伯帶天體軌道變得如此之扁。除了極少數(shù)始終位于海王星以外10個(gè)天文單位的位置上的隔離之外，其他柯伊伯帶天體的軌道都可以用這個(gè)理論來(lái)解釋。

第九行星的暗箱操作？

除了詭異的軌道偏心率之外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)一件有趣的巧合：人類最早發(fā)現(xiàn)的那些柯伊伯帶天體，幾乎就像被安排過(guò)一樣集中在同一個(gè)方向。這是非常奇怪的，如果它們是均勻分布的，我們應(yīng)該在每個(gè)方向都能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)量差不多的柯伊伯帶天體才對(duì)。

那么，既然這些柯伊伯帶天體排列得如此一致，到底是出自誰(shuí)的手筆呢？

（圖片說(shuō)明：柯伊伯帶小行星天涯海角，由我國(guó)天文學(xué)家朱進(jìn)發(fā)現(xiàn)）

自然而然地，有科學(xué)家提出：或許是第九大行星在通過(guò)自己的引力，束縛了這些小天體。這不是最早讓科學(xué)家懷疑第九大行星存在的原因，但卻是這一代科學(xué)家們提出這個(gè)理論的主要根據(jù)之一。

他們甚至通過(guò)這些小天體的運(yùn)行規(guī)律，推算出了第九行星的一些參數(shù)：質(zhì)量是地球的5-10倍，距離太陽(yáng)300-700個(gè)天文單位……到目前為止，已經(jīng)有多支科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文推測(cè)其可能出現(xiàn)的位置，但我們始終一無(wú)所獲。甚至2011年的時(shí)候有人宣稱找到了這顆行星，其質(zhì)量是木星的4倍，并且連名字都取好了：幸神星。但最終的結(jié)果是，之后沒(méi)有任何人看見(jiàn)過(guò)這顆天體，這個(gè)說(shuō)法也基本宣告是不成立的。

如果我們真的想確定第九行星到底是否存在，就需要對(duì)柯伊伯帶進(jìn)行更加深入的觀測(cè)。

（圖片說(shuō)明：目前人類發(fā)射已經(jīng)飛到柯伊伯帶的探測(cè)器）

外太陽(yáng)系起源調(diào)查項(xiàng)目

為了研究柯伊伯帶，科學(xué)家們展開(kāi)了外太陽(yáng)系起源調(diào)查（Outer Solar System Origins Survey，縮寫(xiě)：OSSOS）項(xiàng)目。

該項(xiàng)目由來(lái)自8個(gè)國(guó)家的40名天文學(xué)家組成，利用位于夏威夷的加拿大-法國(guó)-夏威夷望遠(yuǎn)鏡（Canada–France–Hawaii Telescope，縮寫(xiě)：CFHT），對(duì)柯伊伯帶進(jìn)行著持續(xù)的深入觀測(cè)。在5年的時(shí)間里，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)并跟蹤了超過(guò)800顆新的柯伊伯帶天體，使已知的柯伊伯帶天體幾乎翻了一倍。他們發(fā)現(xiàn)的新天體大多直徑在幾公里到100公里之間，距離太陽(yáng)40-42個(gè)天文單位。

（圖片說(shuō)明：加拿大-法國(guó)-夏威夷望遠(yuǎn)鏡）

隨著距離的增加，這些天體的觀測(cè)難度也越大。由于這些天體本身不發(fā)光，只能反射太陽(yáng)光。因此，如果距離增加10倍，其亮度就會(huì)下降到原來(lái)的1/10000。

更加讓人頭疼的是，根據(jù)開(kāi)普勒行星定律可以知道，小行星在圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的時(shí)候也和行星一樣，在遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得極其緩慢。這意味著，它們“一生”之中的大部分時(shí)間都位于距離我們非常遙遠(yuǎn)的位置，更加給人類的觀測(cè)帶來(lái)了困難。限于人類現(xiàn)在的觀測(cè)能力，只有在它們比較距離近日點(diǎn)比較近的時(shí)候，我們才能夠觀測(cè)到它們。

（圖片說(shuō)明：OSSOS的第13B觀測(cè)區(qū)域）

正是在意識(shí)到這一點(diǎn)后，OSSOS的天文學(xué)家們開(kāi)始認(rèn)真思考：柯伊伯帶天體的那些奇怪的巧合，真的只能來(lái)自于所謂的第九行星嗎？

天文學(xué)上的幸存者偏差

他們指出：我們對(duì)于柯伊伯帶天體的觀測(cè)，本來(lái)就受到了許多限制。比如：由于地球在公轉(zhuǎn)，在任何時(shí)刻我們都只能觀測(cè)到和地球位于太陽(yáng)同側(cè)的柯伊伯帶天體。所以，我們每年只有一段特定的時(shí)間里才能對(duì)其中的一部分進(jìn)行觀測(cè)。而地基望遠(yuǎn)鏡又經(jīng)常受到天氣的影響，在降水、陰天或者多云天氣下，都讓我們錯(cuò)失觀測(cè)的機(jī)會(huì)。

（圖片說(shuō)明：柯伊伯帶）

另外，那些位于銀河方向的柯伊伯帶天體也很難被觀測(cè)，因?yàn)?span style="box-sizing: border-box;outline: none;border-width: 0px;border-style: initial;border-color: initial;font-style: inherit;font-variant: inherit;font-weight: 700;font-stretch: inherit;line-height: inherit;font-family: inherit;vertical-align: baseline;">它們本來(lái)就暗，又有大量銀河的恒星做背景，所以很容易被這些恒星的光芒淹沒(méi)。

正是因?yàn)檫@些因素，導(dǎo)致我們觀測(cè)結(jié)果可能出現(xiàn)了巨大的偏差。這個(gè)現(xiàn)象，在邏輯學(xué)上就是著名的幸存者偏差。幸存者偏差又叫 “沉默的數(shù)據(jù)”、“死人不會(huì)說(shuō)話” 等，指的是由于統(tǒng)計(jì)方法不夠客觀完整，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)結(jié)果也出現(xiàn)了偏差。換句話說(shuō)，我們觀測(cè)到柯伊伯帶天體被束縛在某一個(gè)區(qū)域，是它們真的被束縛起來(lái)了嗎？未必，也可能還有大量柯伊伯帶天體在其他廣闊的區(qū)域內(nèi)大量分布，只是我們沒(méi)有對(duì)那些區(qū)域進(jìn)行同樣精確、深入的觀測(cè)而已。

（圖片說(shuō)明：柯伊伯帶假想圖）

在找到了這些可能導(dǎo)致觀測(cè)偏差的因素之后，OSSOS的天文學(xué)家們也就可以更好地分析這些因素會(huì)在多大程度上影響我們對(duì)于柯伊伯帶的認(rèn)識(shí)。所以，他們利用計(jì)算機(jī)重新模擬了柯伊伯帶，根據(jù)理論分析彌補(bǔ)可能存在的偏差，在最大程度上構(gòu)建了柯伊伯帶的真實(shí)形狀和結(jié)構(gòu)。

偏差的修正

實(shí)際上，OSSOS也發(fā)現(xiàn)了一些在“密集區(qū)”以外的柯伊伯帶天體，這已經(jīng)比較符合統(tǒng)計(jì)學(xué)的分布了。而最近的一些發(fā)現(xiàn)也顯示，所謂的“非密集區(qū)”，也有新的柯伊伯帶天體被發(fā)現(xiàn)。比如暗能量調(diào)查（Dark Energy Survey，縮寫(xiě)：DES）項(xiàng)目已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了300顆新的柯伊伯帶天體，它們的軌道比較分散，并沒(méi)有靠近在一起。

（圖片說(shuō)明：紅色為OSSOS發(fā)現(xiàn)的柯伊伯帶天體，藍(lán)色為DES發(fā)現(xiàn)的，灰色為其他渠道發(fā)現(xiàn)的）

這意味著，柯伊伯帶天體并不是真的只密集存在于某一個(gè)方向，而是在其他位置也有分布，只不過(guò)以往我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)、也沒(méi)有考慮到觀測(cè)難度帶來(lái)的觀測(cè)偏差而已。所以，所謂的第九行星通過(guò)引力將柯伊伯帶天體束縛在同一個(gè)區(qū)域的說(shuō)法也就不攻自破，我們不可能再以此為證據(jù)證明第九行星的存在了。

為了更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)靥岢鲎约旱慕Y(jié)論，OSSOS的天文學(xué)家們又從理論上來(lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象。他們發(fā)現(xiàn)，幾乎所有柯伊伯帶天體軌道的巨大偏心率，都可以用現(xiàn)有的觀測(cè)結(jié)果和物理理論來(lái)解釋，完全不需要借助所謂的第九行星。

對(duì)于極少數(shù)的例外，他們也沒(méi)有簡(jiǎn)單地忽略，而是進(jìn)行了驗(yàn)證。他們假設(shè)了第九行星的存在，構(gòu)建模型解釋了這些例外的天體。但是模擬顯示，這個(gè)模型應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致更多類似的柯伊伯帶天體被我們發(fā)現(xiàn)，但目前的觀測(cè)數(shù)據(jù)顯然不符合這個(gè)模型。因此，從反證的方法上來(lái)說(shuō)，第九行星的說(shuō)法也很可能并不成立。

（圖片說(shuō)明：一些科學(xué)團(tuán)隊(duì)模擬的第九行星軌道）

在神秘的外太陽(yáng)系，有許多美麗而又?jǐn)z人心魄的天體等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，但我認(rèn)為第九行星不在其列——里賈納大學(xué)天文學(xué)助理教授Samantha Lawler。

總結(jié)

第九行星的傳言已經(jīng)不是幾年幾十年的事了，早在1846年海王星被發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，就有人提出了這個(gè)想法。以往我們可以將它沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)的原因歸結(jié)于觀測(cè)能力的限制，但是隨著人類觀測(cè)技術(shù)的不斷提升，第九行星存在的可能性也在不斷降低。難怪有些科學(xué)家明確表示：不論存在與否，第九行星的話題都有可能在5年之內(nèi)終結(jié)。

（圖片說(shuō)明：神秘的第九行星，它真的存在嗎？）

人類對(duì)于太陽(yáng)系的了解，實(shí)在是非常有限。在半徑1-2光年的太陽(yáng)系內(nèi)，我們了解的范圍不過(guò)方圓100億公里。人類的視野實(shí)在太短了，我們必須有更加先進(jìn)的探測(cè)器，才能夠看清楚柯伊伯帶和更外側(cè)的奧爾特云有什么秘密。這些秘密，恐怕還要再等上幾十年才能被解開(kāi)吧！