天文学家在跨越 23 年的数据中发现了可能的第九行星

快速阅读: 据《技术点》称，天文学家利用红外数据发现太阳系边缘可能存在的“第九行星”候选者，这颗天体可能比海王星更大，其轨道和起源引发疑问。未来观测需确认其身份，相关设备将助力搜寻。

长期以来，天文学家一直推测太阳系边缘潜伏着一颗看不见的行星。这个被称为“第九行星”的假设中的世界，可以解释柯伊伯带中遥远物体的不寻常聚类现象——这是一个位于海王星之外的区域，充满了像冥王星这样的冰状天体。由台湾国立清华大学天文学家范长鹏（Terry Long Phan）领导的一项新研究可能已经发现了迄今为止最具说服力的候选者，基于收集于二十多年间的红外数据。

在两项红外线天空调查中发现的一个新识别的天体，可能是神秘的第九行星——一颗潜在的海王星大小的行星——最有力的证据之一。这颗行星距离太阳比地球远数百倍。其不寻常的轨道和惊人的质量引发了对其起源的疑问，但天文学家需要借助强大的望远镜进行后续观测，以追踪其运动并确认其身份。

加州理工学院的迈克尔·布朗和康斯坦丁·巴蒂金在2016年首次提出“第九行星”的概念，以解释几个柯伊伯带天体的不寻常轨道，包括赛德娜。与早期的“行星X”概念不同——后者与关于周期性大灭绝的理论相关联——第九行星是一个巨大的天体，很可能沿着一个高度拉长的轨道运行，远远超出海王星。估计它距离太阳数百个天文单位（AU），质量超过地球。其极端的距离使得直接探测变得极其困难。

范长鹏的团队采取了一种新颖的方法，挖掘了两个相隔23年的远红外全天候巡天档案数据：美国宇航局的红外天文卫星（IRAS），于1983年发射，以及日本的AKARI卫星，活跃于2006年至2011年。他们寻找那些出现在1983年IRAS数据中但在AKARI后期观测中位置有所移动的天体。在第九行星预期的距离上，这种移动会非常缓慢——大约每年三弧分——并且由于地球围绕太阳公转引起的视差效应而进一步复杂化。

为了考虑视差，范长鹏的团队分析了每年相同日期的AKARI数据，确保如果一个天体足够遥远，它将在每年的同一位置出现。他们还通过每小时检查运动来排除快速移动、附近的天体。这一谨慎的过程使他们找到了一个有希望的候选者：一个在1983年IRAS图像中一个位置出现但在2006年AKARI数据中移动了约47.4弧分的微弱点，与第九行星在23年间的预期轨道运动一致。然而，仅凭这些数据不足以确定该天体的确切轨道，还需要更近期的观测来确认其身份。

“一旦我们知道了候选者的具体位置，使用当前大型光学望远镜进行长时间曝光可以检测到它，”范长鹏告诉《太空》杂志。

他指出，后续观测需要覆盖大约三平方度的天空，以考虑到自2006年以来该行星可能的移动——这项任务可以通过智利布莱恩科四米望远镜上的暗能量相机等仪器完成。

根据IRAS和AKARI数据中该天体的亮度，范长鹏估计它可能比海王星还要大——这是一个令人惊讶的发现，因为该团队最初是在寻找一颗超级地球大小的天体。先前的调查，如NASA的广域红外巡天探测器（WISE），已经排除了直到256,000 AU的木星大小行星和直到10,000 AU的土星大小行星，但一颗海王星大小的行星仍可能未被发现。

范长鹏认为，WISE数据未能识别出一个令人信服的对应物，因为候选者自2006年以来已经移动，并且没有明确的轨道，其当前位置仍然不确定。如果得到确认，该候选者的轨道将非常不寻常，从约280 AU到1,120 AU不等——远远超过海王星30 AU的轨道。如此遥远的路径提出了关于其起源的重大问题。

第九行星被认为负责柯伊伯带中遥远物体的不寻常聚类现象。

“一种可能性是第九行星形成得更靠近太阳，也许就在木星、土星、天王星和海王星形成的区域附近，并且在太阳系早期被一个或多个这些巨型行星引力散射到外侧，”范长鹏说。

第九行星被认为负责柯伊伯带中遥远物体的不寻常聚类现象。

或者，它可能是早期太阳系历史中被太阳捕获的一颗流浪行星。

从红外数据中识别第九行星候选者并不是新鲜事。2021年，伦敦帝国理工学院的迈克尔·罗温-罗宾逊在IRAS数据中锁定了一种潜在的天体，估计其质量为三到五个地球质量，距离约为225 AU。然而，其他调查，包括AKARI，尚未确认这一检测。范长鹏认为他的候选者更具说服力，因为它同时出现在IRAS和AKARI数据集中。

尽管令人兴奋，但这一发现仍然是初步的。天文学家无法完全确定候选者的轨道，因此需要进一步的观测来确认。即将发射的南希·格雷斯·罗马空间望远镜、维拉·C·鲁宾天文台的最近启用以及强大的仪器如暗能量相机有望增强对第九行星的搜索。

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