[비즈한국] 第九大行星是太陽系天文學中最熱門的話題之一。天文學家推測，在海王星和冥王星之外的極遠之處，可能還隱藏著一顆與海王星大小相當的巨大氣態行星。特別是隨著最近薇拉·魯賓（Vera Rubin）望遠鏡開始觀測，許多天文學家都期待著不久後能捕捉到第九大行星的身影。
至今仍有不少人翻閱著夜空的照片，試圖尋找第九大行星。但遺憾的是，其存在尚未得到證實。相反，科學家們不斷髮現新的小型矮行星。2023年3月，又有一顆新天體被發現。雖然它不是我們尋找的那顆大型第九大行星，但與此並非毫無關聯。因為即便只是多發現一顆這樣的小石頭，也可能徹底改變第九大行星的命運。
此次發現的天體被戲稱為“菊石”（Ammonite）。正是由於“菊石”的出現，第九大行星存在的可能性再次受到強烈質疑。即使它真的存在，其軌道也必須比原先預想的更為寬大。第九大行星彷彿是一個令人捉摸不透的存在，越是費力搜尋，它就逃離得越遠，躲進更深邃的黑暗之中。第九大行星真的隱藏在更遠的地方嗎？或者說，它到底是否存在？這次發現的“菊石”為何會對第九大行星的存在可能性構成巨大威脅？
一旦越過海王星軌道，便進入了一個截然不同的天體世界。這些天體不會靠近太陽，而是始終在極遠的地方執行，軌跡呈高度扁平的橢圓形。它們甚至偏離海王星軌道甚遠，在繞行過程中幾乎不受海王星引力影響。相反，它們更容易受到路過太陽系附近的其他恆星，或銀河系整體引力的影響。2003年首次發現的賽德娜（Sedna）就是這類天體的典型代表。因此，這些遠離海王星軌道、在邊緣地帶盤旋的天體被稱為“賽德諾伊德”（Sednoid），這與穿梭於海王星軌道的海外天體（TNO）有著本質區別。
此次發現的“菊石”也是一顆賽德諾伊德，它是人類發現的第四顆此類天體。天文學家們為了尋找漫遊在太陽系邊緣的原始天體，正在進行大規模的搜尋行動。這是一個名為“太陽系外圍形成：冰冷遺產（Formation of the Outer Solar System: an Icy Legacy）”的觀測專案，簡稱“FOSSIL”（意為化石）。其寓意是尋找保留著太陽系形成之初物質與記憶的宇宙化石。因此，這顆新天體被冠以著名化石的名字——“菊石”。其正式編號為2023 KQ14。
“菊石”分別在2023年3月、5月和8月被斯巴魯望遠鏡捕捉到。然而，僅憑這些資料很難確定其精確軌道。天文學家們於2024年7月利用加拿大-法國-夏威夷望遠鏡進行了追加觀測，並仔細翻閱了過去的觀測記錄。在搜尋了長達19年的資料後，終於發現了多年前偶然拍到的“菊石”身影。透過分析這19年的觀測資料，科學家推匯出了“菊石”的軌道：它距離太陽的平均距離超過250個天文單位（AU），近日點距離也達到了66AU。這意味著即使它離太陽最近時，也遠在日地距離的66倍之外。
這些海王星之外、在遠處繞日執行的天體，實際上幾乎不受太陽系內側天體引力的影響。因此推測，自45億年前太陽系誕生以來，它們一直維持著穩定的軌道，沒有發生太大變化。那麼，它們究竟是如何在如此遙遠的地方維持高度扁平軌道的呢？目前對於賽德諾伊德獨特的軌道還無法給出圓滿解釋，且作為第四顆賽德諾伊德，相關案例依然太少。
不過，目前有幾種假說。如果很久以前曾有流浪行星或與太陽質量相當的恆星擦肩而過，太陽系外圍天體的軌道可能演變成了現在的賽德諾伊德模樣。或者，太陽在誕生初期可能曾與其他恆星聚集在星團中，在被驅逐出星團的過程中，受周圍恆星引力影響，導致邊緣天體的軌道發生極端改變。還有一種可能是，過去太陽周圍曾存在過一顆攜帶著小天體的輕量級恆星，太陽憑藉較強的引力將其“掠奪”了過來，才形成了現在的賽德諾伊德。
當然，還有最受關注的假說：可能存在一顆第九大行星，正是受其引力影響才形成了這些賽德諾伊德。
特別是關於可能存在第九大行星的假說，最初源於那些穿梭於海王星軌道內外、執行軌道高度扁平的TNO（海外天體）。
迄今為止發現的大部分TNO，其軌道都呈現出偏向某一方向的特徵。這非常不自然，因為繞太陽執行的天體軌道理應在各個方向上隨機分佈。這種偏向性意味著某種動力學機制在起作用。基於此，一些天文學家推測在TNO軌道偏向的對側，隱藏著一顆巨大的氣態行星。
這一假說剛提出時，被視為支援第九大行星存在的有力證據。然而，隨著太陽系邊緣小天體不斷被發現，第九大行星存在的可能性開始動搖。
典型例子是最近發現的另一顆軌道極其特殊的TNO——2017 OF201。它的發現正面否定了第九大行星假說，因為它執行的軌道方向與之前TNO偏向的方向正好相反。如果存在第九大行星，2017 OF201很難在它的引力影響下長時間維持現有軌道。
此次發現的“菊石”情況也類似。天文學家將包括“菊石”在內的四顆賽德諾伊德的軌道資料代入模擬。結果顯示，大多數情況下，這些賽德諾伊德自45億年前誕生以來一直保持著穩定軌道。特別是“菊石”非常特殊，因為它是在此前從未發現過任何天體的區域被發現的。
繞太陽執行的大大小小的小天體雖然有著各種尺度的軌道，但在特定的軌道大小區間內很少出現天體。這一區間被稱為太陽系的長半軸間隙或q-間隙（q-gap），而“菊石”恰好就在這個空隙中被發現。它的執行軌道與其它賽德諾伊德有著顯著區別。
天文學家透過模擬確認，在太陽系形成約3億年後（即約42億年前），四顆賽德諾伊德可能曾發生過一次互相擦肩而過的事件，導致軌道發生了一次巨大的改變。據推測，這正是它們軌道變得與眾不同的原因。進一步探討第九大行星存在的可能性時，如果假設它維持著預想中的軌道，那麼“菊石”的軌道便無法長期維持。如果要讓第九大行星存在且不影響賽德諾伊德，它的軌道必須比原先預想的還要大得多。
以此看來，太陽系邊緣每發現一顆新天體，不僅不支援第九大行星的存在，反而對其施加了更多限制。這些發現要麼讓人們質疑其存在的真實性，要麼提出即便存在也必須位於更遠軌道的結論，從而將第九大行星推向更難搜尋的深淵。這使得第九大行星及其追尋者們的命運更加坎坷。或許我們要麼接受它從不存在的事實而選擇放棄，要麼則自我安慰它隱藏在更難尋找的深邃黑暗中，從而執著地繼續追尋。
關於第九大行星的爭議，最終在未得到證實之前恐怕永遠不會結束。即便搜尋無果，人們恐怕也難以接受“是因為沒有第九大行星”的結論。在真相大白之前，人類只能進行無止境的觀測。最終，我們的命運早已註定：要麼終有一日發現它，要麼在無盡的追尋中前行。
參考資料
https://www.nature.com/articles/s41550-025-02595-7#Abs1
作者池雄培（Ji Ung-bae）簡介：熱愛貓咪與宇宙。兒時在看過《銀河鐵道999》後，立志要將宇宙的美麗傳播給世人。目前擔任世宗大學自由專業學部助理教授，積極從事講座、寫作等科學傳播活動。著有《每天一片宇宙》、《星光熠熠的宇宙科學家們》、《雖無法觸及卻已知曉》、《觀看宇宙時浮現的奇怪問題》等書籍，並翻譯了《給真正宇宙旅行者的搭車客指南》、《我是如何殺掉冥王星的》、《量子人生》、《Cosmigraphic》等譯作。