冥王星“歸隊(duì)”無(wú)望 太陽(yáng)系“老九”何處尋

實(shí)習(xí)記者 翟冬冬

多年來(lái)，天文學(xué)家一直在爭(zhēng)論太陽(yáng)系是否真的存在第九顆行星——所謂的“行星九”（Planet Nine）。如近日美國(guó)密歇根大學(xué)科學(xué)家報(bào)告說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)一顆遙遠(yuǎn)小行星2015 BP519的軌道角度非常奇特，認(rèn)為該天體被一顆尚未現(xiàn)身的行星牽引到“異常軌道”。這一發(fā)現(xiàn)為“行星九”確實(shí)存在增加了新證據(jù)。但在最近召開(kāi)的天文學(xué)會(huì)第232次會(huì)議上，科羅拉多大學(xué)研究人員卻對(duì)此給出負(fù)面結(jié)論：“行星九”可能不是一個(gè)單體，只是許多小天體產(chǎn)生了類似行星的引力效果。

從冥王星被降級(jí)以來(lái)，第九大行星這個(gè)稱號(hào)一直被多方給予厚望，那冥王星或者“行星九”能滿足這個(gè)愿望嗎？

命運(yùn)多舛的冥王星

88年前，美國(guó)天文學(xué)家克萊德·湯博觀測(cè)到冥王星的時(shí)候，一定沒(méi)想到它的命運(yùn)會(huì)如此多舛。冥王星在1930年2月18日被發(fā)現(xiàn)，并以羅馬神話中的冥王普魯托（Pluto）命名。在當(dāng)時(shí)，冥王星的發(fā)現(xiàn)自然引發(fā)許多關(guān)注，要知道這距離人們計(jì)算出海王星的時(shí)間已經(jīng)過(guò)去了近百年。

在希臘神話中Pluto是冥神的稱號(hào)，據(jù)說(shuō)他可以隱身。而冥王星呢，大概也具有這個(gè)技能，因?yàn)樗嚯x太陽(yáng)非常遙遠(yuǎn)，星光黯淡。當(dāng)時(shí)研究人員根據(jù)其軌道、亮度和估算的反照率計(jì)算認(rèn)為，冥王星的體積和地球相當(dāng)，冥王星也因此進(jìn)入行星行列。

然而故事并沒(méi)有就這么結(jié)束。上世紀(jì)90年代，觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步大大提高了發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系外圍天體的能力。研究人員在冥王星軌道外圍被稱為柯伊柏帶的區(qū)域，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了很多和冥王星體積相似或者更大的“兄弟姐妹”。并且，對(duì)它進(jìn)行重新測(cè)量的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)冥王星的身材嚴(yán)重縮水，直徑只有2000多公里，比月球還要小不少。

此外，冥王星的軌道和其他行星的軌道也存在區(qū)別。其他行星的軌道偏心率和傾角大都很小，這使得它們的近圓形軌道幾乎與黃道面在同一平面上。而冥王星軌道則具有高偏心率和高傾角，周期性地進(jìn)入海王星軌道內(nèi)側(cè)。這讓不少天文學(xué)家為之煩惱：如果冥王星算行星，那在柯伊柏帶發(fā)現(xiàn)的其它天體算不算呢？

當(dāng)然故事的結(jié)果為人熟知。2006年，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)表示，一個(gè)天體要成為行星必須滿足三個(gè)條件：位于圍繞太陽(yáng)的軌道上；質(zhì)量足夠大，以達(dá)到近似球形；自身有足夠的引力，以清空其軌道附近區(qū)域的天體。顯然，第三條標(biāo)準(zhǔn)讓冥王星慘遭降級(jí)。

至此冥王星被開(kāi)除出行星家族，降級(jí)為矮行星，小行星編號(hào)為134340號(hào)。

回歸行星家族基本無(wú)望

雖然已經(jīng)離開(kāi)行星隊(duì)伍13年，但隨著觀測(cè)手段的進(jìn)步，我們對(duì)于冥王星的認(rèn)識(shí)也在不斷深入，而對(duì)于冥王星是否應(yīng)該重歸行星隊(duì)伍的爭(zhēng)論也一直存在。

2016年7月15日，對(duì)于冥王星觀測(cè)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是特殊的一天。8:52分，歷經(jīng)26年醞釀的“新視野”號(hào)飛掠冥王星表面，照下第一張冥王星的全身照。這也是從1930年至今，我們第一次目睹冥王星的真容。雖然新的觀測(cè)結(jié)果顯示，冥王星體積比以前的估計(jì)值略大，但多數(shù)研究者認(rèn)為，其觀測(cè)結(jié)果難以對(duì)現(xiàn)有理論體系提出任何挑戰(zhàn)。

“基本不可能。”北京師范大學(xué)天文系副教授高健認(rèn)為，按照現(xiàn)有的行星定義，冥王星重拾行星身份基本無(wú)望。“行星的定義要求其圍繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)行，并且在運(yùn)行的時(shí)候不受其它大天體的影響。而冥王星在實(shí)際運(yùn)行中，軌道是受到海王星的影響的。雖然八大行星相互之間也存在引力作用，但行星的公轉(zhuǎn)軌道是不受彼此的引力影響的?！?/p>

南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授周禮勇也表達(dá)了相似的觀點(diǎn)，認(rèn)為目前冥王星回歸行星基本沒(méi)有可能性。

當(dāng)然冥王星也有不少支持者，自2006年被除名后，冥王星的人氣不降反升。至今在冥王星的最初發(fā)現(xiàn)地洛厄爾天文臺(tái)，還設(shè)有一個(gè)投票箱，鼓勵(lì)人們以募捐形式投票：你認(rèn)為冥王星應(yīng)該怎么稱呼？選項(xiàng)有4個(gè)：行星；矮行星；其他；不管，我就是要支持洛厄爾！

“行星九”身影撲朔迷離

雖然冥王星回歸行星隊(duì)伍前途渺茫，但人類對(duì)于第九大行星的執(zhí)著尋找還在進(jìn)行。有科學(xué)家堅(jiān)信“行星九”一直存在，如美國(guó)天文學(xué)家邁克爾·布朗和康斯坦丁·巴特金，他們認(rèn)為目前雖然未能直接觀測(cè)到“行星九”,但可以通過(guò)數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)模擬推測(cè)它的存在,并認(rèn)為“行星九”屬于氣態(tài)巨行星。

高健介紹，現(xiàn)在主要是通過(guò)研究一批小行星的特殊運(yùn)行軌道，來(lái)推測(cè)“行星九”的存在。這批具有特殊軌道的小行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的方式和主帶小行星的軌道方式不同，因此有研究者推測(cè)這可能是受到了周圍某一較大天體的影響。

如上述美國(guó)密歇根大學(xué)團(tuán)隊(duì)，他們使用計(jì)算機(jī)模擬太陽(yáng)系來(lái)厘清這種奇特的傾斜軌跡如何出現(xiàn)。結(jié)果顯示，如果太陽(yáng)系只有八顆行星，2015 BP519的奇特軌道不可能出現(xiàn)；而當(dāng)加入“行星九”后，該小行星的軌道與目前發(fā)現(xiàn)的情況幾乎一樣。他們認(rèn)為，這可能是受到了未知大行星的影響。

除了間接推測(cè)，研究人員還嘗試通過(guò)直接觀測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)“行星九”的行蹤。周禮勇介紹，直接觀測(cè)主要有兩種方法，第一種是從以往的照片中找。因?yàn)樵谮ね跣墙导?jí)之前，還不存在尋找“行星九”的說(shuō)法，所以如果即使以前遇到過(guò)也有可能忽略了?，F(xiàn)在有課題組正在做這方面的工作，從以前的數(shù)據(jù)中搜尋“行星九”的身影。目前相當(dāng)一部分?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)完成，但由于數(shù)據(jù)量巨大，相關(guān)工作還在進(jìn)行中。另一種則是利用較大的望遠(yuǎn)鏡針對(duì)特定天體進(jìn)行直接觀測(cè)，但由于望遠(yuǎn)鏡的使用時(shí)間有限，觀測(cè)范圍廣，這項(xiàng)工作也在進(jìn)行中。

“行星九”至今撲朔迷離，還有一種可能是它并不存在。比如有一種理論認(rèn)為，海王星之外的第九大行星可能擾亂了小行星塞德娜以及其他天體的軌道。但科羅拉多大學(xué)雅各布·弗萊西格(Jacob Fleisig) 的最新研究成果，駁斥了“行星九”的存在?！澳銜?huì)看到一堆小天體的軌道處在太陽(yáng)的一邊。它們的軌道會(huì)撞擊到更大的天體，導(dǎo)致其軌道從橢圓形轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼒A的形狀?！边@意味著，等待發(fā)現(xiàn)的是數(shù)以千計(jì)的小天體，而不是“行星九”。

周禮勇介紹，目前有不少研究人員對(duì)“行星九”的存在持懷疑態(tài)度。一種觀點(diǎn)認(rèn)為現(xiàn)在研究的這批具有特殊軌道的小行星，樣本數(shù)過(guò)少不足以說(shuō)明問(wèn)題；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為以現(xiàn)有的機(jī)制，很難理解第九大行星存在的合理性：為什么一個(gè)體積龐大的行星會(huì)距離太陽(yáng)如此的遙遠(yuǎn)？因?yàn)殡x太陽(yáng)越遠(yuǎn)，物質(zhì)密度越低，演化速度也越慢，所以很難想象它能“成長(zhǎng)”成一顆行星。而如果它是一顆從外部飄來(lái)的流浪行星，我們目前對(duì)于俘獲它的機(jī)制并沒(méi)有很好的解釋。此外，如果“行星九”真的存在，其質(zhì)量約為十個(gè)地球質(zhì)量，根據(jù)它距地球的距離推測(cè)其亮度約為22等，而這個(gè)亮度目前部分望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該是可以觀測(cè)到的。