鄭永春

在我還是一個小學(xué)生的時候，學(xué)校還沒有開設(shè)科學(xué)課，我們使用的自然課本上說，太陽系有9大行星： “水金地火木土天海冥”。而現(xiàn)在的科學(xué)課本上說，太陽系有8大行星： “水金地火巖石星，木土天海氣態(tài)星”。冥王星已經(jīng)從行星之尊，跌落成為太陽系的新大陸——柯伊伯帶中最大的天體。那么，太陽系還有未發(fā)現(xiàn)的新的第9行星嗎？

冥王星與卡戎：雙矮行星系統(tǒng)？

2006年1月， “新視野號”剛發(fā)射時，冥王星還是與地球平起平坐的太陽系第9大行星，風(fēng)光無限。而出發(fā)后僅7個月，冥王星就因國際天文學(xué)會的一紙決議，被逐出了行星隊伍，降級為矮行星，成為國際天文學(xué)會天體數(shù)據(jù)庫中第134340號小行星。

當(dāng)然，冥王星也并非孤家寡人，它有5顆已知的天然衛(wèi)星，組成了自己的小家庭。其中，冥衛(wèi)一卡戎離冥王星最近，其余4顆衛(wèi)星都位于冥衛(wèi)一軌道外。在羅馬神話中，卡戎是冥王普魯托的役卒，專門負責(zé)向亡魂收錢，為他們劃船渡過冥河。卡戎實際上并非圍繞冥王星的質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)，而是圍繞冥王星和卡戎共同的質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)。因此嚴格來說，卡戎并不是冥王星的衛(wèi)星，冥王星與卡戎的關(guān)系不是行星與衛(wèi)星之間的從屬關(guān)系，而是哥倆好的雙矮行星系統(tǒng)。

矮行星是太陽系內(nèi)一個新的天體類型.目前還只有冥王星、鬩（xi）神星、谷神星、鳥神星、妊神星5個天體被分類為矮行星。隨著柯伊伯帶新天體的發(fā)現(xiàn)，冥衛(wèi)一和其中的類冥天體很可能被接納成為新的矮行星。冥衛(wèi)二和冥衛(wèi)三的體積很小，未能形成球體，只能被認定是冥王星的衛(wèi)星，更準確地說是冥王星、卡戎組成的雙星系統(tǒng)的衛(wèi)星。

行星地位再起爭議

2005年，科學(xué)家在柯伊伯帶發(fā)現(xiàn)了另一顆矮行星——鬩神星（Eris）。根據(jù)早期觀測結(jié)果，估計鬩神星的直徑約為3 000千米，比冥王星還大25%。因此，有科學(xué)家呼吁鬩神星成為太陽系繼冥王星之后的第10大行星。隨后，柯伊伯帶又有多顆直徑在2000 -3 000千米之間的天體出現(xiàn)在人們的視野內(nèi)。鬩神星和這些天體的發(fā)現(xiàn)促使國際天文學(xué)聯(lián)合會不得不重新考慮行星的定義。要么將其統(tǒng)統(tǒng)納入行星，要么認為冥王星和鬩神星都不是行星，專門為它們設(shè)立一個新的天體分類。

地球本身是一顆行星，所以人類不希望行星的數(shù)量太多。但什么樣的天體才能稱為行星，這一問題在天文學(xué)上一直備受爭議。根據(jù)國際天文學(xué)聯(lián)合會2006年8月通過的決議：行星必須是圍繞恒星運轉(zhuǎn)的天體;行星的質(zhì)量必須足夠大，能夠克服固體應(yīng)力成為球狀天體;行星必須有足夠的引力，能清除公轉(zhuǎn)軌道附近的其他天體，不能有比它更大的天體。冥王星的質(zhì)量是其軌道上其他所有天體質(zhì)量之和的70%，在其運行軌道中并未占據(jù)主導(dǎo)地位，也就是說它的質(zhì)量不足以清空其運行軌道。冥王星因此被降級為矮行星。

據(jù)2011年10月27日出版的《自然》雜志上發(fā)表的新觀測結(jié)果顯示，冥王星直徑約為2370.6千米，誤差±20千米，比之前的推測值大80千米左右，超過了長期被認為比冥王星更大的鬩神星（2326千米）。這讓很多對冥王星被降級憤憤不平的天文愛好者和天文學(xué)家又有了新的理由，希望用這一證據(jù)作為冥王星重返行星隊伍的籌碼。然而，冥王星的直徑只有地球的18.5%，體積只有地球的0.6%。地球衛(wèi)星月球的直徑為3476千米，比冥王星大1 000多千米。

發(fā)現(xiàn)新的第9行星？

發(fā)現(xiàn)、確認新行星一直是天文界的熱門話題。這不僅是出于好奇心的驅(qū)使，對許多非天文專業(yè)人士而言，行星代表著太陽系的認知邊界，不少教科書中的太陽系示意圖都僅僅畫出太陽和各大行星，一旦有新的行星被確認，將擴充人類對太陽系的認知邊界，甚至引起世界觀的重塑。

2015年，美國雙子星天文臺和卡耐基學(xué)會的研究人員在太陽系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一顆“塞德娜式”天體——2012VP113。據(jù)估算，這顆天體的直徑約為450千米，與太陽的最近距離約為80個天文單位。2位發(fā)現(xiàn)者推測，這顆天體的軌道可能受到一顆又黑又冷的超級地球的影響，其大小約為地球的10倍。

2016年1月20日，美國加州理工學(xué)院的邁克·布朗（Michael Brown）和康斯坦丁·巴特金（KonstantinBatygin）在《天文物理期刊》發(fā)表了他們的研究成果，宣布發(fā)現(xiàn)太陽系柯伊伯帶中6顆天體的運行軌道異常，這6顆天體雖然以不同速率運轉(zhuǎn)，但其運行軌道卻擁有相同的傾角，且朝向太陽的角度相近，而自然條件下碰巧出現(xiàn)這一情況的幾率只有1/14 000（即0.007%）。排除其他可能性后，這2位天文學(xué)家認為，造成這種現(xiàn)象的原因可能是一顆未知行星在背后默默發(fā)揮引力影響。

布朗有個外號叫“冥王星殺手”，正是他在2005年發(fā)現(xiàn)了鬩神星，讓天文界相信冥王星并沒有什么與眾不同，只是一顆普通的柯伊伯帶天體，最終導(dǎo)致冥王星被降級。

據(jù)推測，這顆潛在的“第9行星”質(zhì)量約為冥王星的4 500倍，是地球的10倍，其引力將顯著影響柯伊伯帶幾顆矮行星的運行軌道。該天體的體積相當(dāng)于天王星或海王星，可能為一顆巨型氣態(tài)行星。未知天體沿奇特的橢圓軌道繞日運行，與太陽之間的最近距離約為200個天文單位，最遠距離約為600- 1200個天文單位，繞日1周用時15 000年。而冥王星環(huán)繞太陽1周需要248年，海王星需要164.8年。

法國軌道動力學(xué)家亞歷桑德羅·摩比德利（Alessandro Morbidelli）表示，他完全相信存在這顆未知行星。美國宇航局首席科學(xué)家艾倫·斯托芬（EllenStofan）在接受BBC采訪時表示，雖然開普勒太空望遠鏡在太陽系外的恒星系統(tǒng)中找到了幾千顆類似超級地球的行星，但在太陽系內(nèi)還沒有發(fā)現(xiàn)直徑介于地球和海王星之間的行星，或許是我們把它漏掉了。美國西南研究院的行星科學(xué)家海爾·勒維孫（Hal Levison）卻持否定看法，他認為： “在我的職業(yè)生涯看到過很多類似研究和說法，但事實證明它們都是錯誤的?！?/p>

2016年3月24日，布朗發(fā)布推特，稱已經(jīng)找到進一步證據(jù)。他們利用夏威夷的加法夏望遠鏡觀測到一顆被稱作u03L91的柯伊伯帶天體，可能就是這顆神秘的第9行星。

由于這顆未知天體距離太陽十分遙遠，天體表面反射的太陽光極其微弱，又遠、又冷、又暗，看起來就像黑屋子中的一顆煤球，極難被發(fā)現(xiàn)。無論是光學(xué)望遠鏡、紅外望遠鏡還是射電望遠鏡都很難發(fā)揮良好的觀測效果。鑒于未知天體的引力會影響柯伊伯帶天體的運行軌道，使之傾斜，因此未來若觀測到該區(qū)域有更多天體的運行軌道發(fā)生異常，那么存在第9行星的結(jié)論將更有說服力。

然而，要把這顆天體扶上行星寶座，至少還要過3關(guān)。首先是要獲得直接的觀測結(jié)果，至少要有2個望遠鏡的獨立觀測結(jié)果相互印證。對此，科學(xué)家們寄希望于2021年世界最大光學(xué)望遠鏡——大麥哲倫望遠鏡，期待建成后用它詳細觀測。其次，還要獲得這顆天體的一系列明確、可信的參數(shù)，包括直徑、質(zhì)量、運行軌道等。最后，新行星的確認必然涉及到行星定義的重新修正、各國科學(xué)家的百家爭鳴和投票表決。這一過程將十分漫長，但不管怎樣，太陽系存在新的第9行星目前還只是推測。

2019年新年第1天，已經(jīng)在深空飛行了13年的“新視野號”探測器，從距離地球65億千米處，近距離飛越486958號小行星。這顆啞鈴狀的小行星被昵稱為。天涯海角” （ UltimaThule），大小為32千米×16千米。這次成功飛越，給堅守“新視野號”任務(wù)幾十載的科學(xué)家團隊很多的驚喜。但是，很顯然，“新視野號”已經(jīng)竭盡全力，發(fā)現(xiàn)新行星的使命不能指望它了。