在浩瀚无垠的宇宙深处,隐藏着无数未解之谜,它们如同星辰般闪烁在人类认知的边缘。其中,关于一颗神秘行星悄然闯入太阳系的传说,早已在天文学界与民间科学爱好者之间流传多年。这颗被称为“X行星”或“第九行星”的天体,并非传统意义上的八大行星之一,而是一颗可能来自星际空间、游荡于柯伊伯带之外的巨大天体。它的存在至今尚未被直接观测到,却通过一系列奇特的轨道异常现象,引发了科学家们长达数十年的探索与争论。
故事的起点可以追溯到20世纪初。当时,天文学家帕西瓦尔·洛威尔(Percival Lowell)正致力于寻找那颗理论上应存在于海王星之外的“X行星”。他推测,太阳系外围某些遥远天体的轨道扰动,可能是由一个未知大质量天体的引力所导致。尽管洛威尔最终未能亲眼见证这一发现,但他的理论为后来的研究奠定了基础。1930年,克莱德·汤博(Clyde Tombaugh)在洛威尔天文台发现了冥王星——起初被认为是那颗神秘的“X行星”,但随着进一步研究,人们意识到冥王星的质量太小,根本不足以影响其他天体的轨道。于是,“X行星”的谜团再次沉入黑暗。
然而,进入21世纪后,新的线索开始浮现。2003年起,天文学家陆续发现了一批位于柯伊伯带外缘的极端海王星外天体(Extreme Trans-Neptunian Objects, 简称ETNOs),如塞德娜(Sedna)、2012 VP113等。这些天体的轨道极为椭长,近日点远超海王星引力所能影响的范围,且它们的轨道倾角和近日点方向呈现出惊人的聚集性。这种高度有序的排列,在统计学上几乎不可能是随机形成的。这意味着,一定有某种强大的外部力量在背后操控着它们的命运。
2016年,加州理工学院的康斯坦丁·巴特金(Konstantin Batygin)与迈克·布朗(Mike Brown)发表了一篇具有里程碑意义的论文。他们通过对六个ETNOs轨道数据的数学建模分析,提出:在距离太阳约400至800天文单位(AU)的遥远区域,可能存在一颗质量约为地球5至10倍的冰巨星。这颗假想中的行星,拥有极长的椭圆轨道,绕太阳一周可能需要1万至2万年。正是它的引力作用,使得那些遥远的小天体轨道发生了共振式的对齐。
这一假说迅速在全球科学界引发热议。支持者认为,这是目前最能解释ETNOs轨道异常的合理模型;反对者则指出,样本数量过少,可能存在观测偏差。毕竟,我们对太阳系边缘的认知仍极为有限,现有的望远镜难以捕捉到如此遥远且黯淡的目标。但这并未阻止科学家们的热情。自那以后,全球多个天文台启动了针对“第九行星”的专项搜寻计划,包括使用斯巴鲁望远镜、泛星计划(Pan-STARRS)以及未来的薇拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)进行深度巡天观测。
与此同时,另一种更为大胆的设想逐渐浮出水面:这颗闯入太阳系的行星,或许并非诞生于此。它可能是一颗“星际流浪者”——原本属于另一个恒星系统的行星,在漫长的宇宙旅程中被太阳的引力捕获,最终成为太阳系的一员。这类天体被称为“星际行星”或“流浪行星”,它们不围绕任何恒星运行,独自漂泊在银河系的黑暗之中。近年来,已有多个疑似流浪行星的候选体被发现,例如CFBDSIR 2149-0403,其质量约为木星的几倍,距离地球约100光年。如果太阳系真的捕获了一颗这样的天体,那将彻底改写我们对行星形成与演化机制的理解。
那么,这颗闯入者是如何进入太阳系的?一种理论认为,在太阳诞生初期,它曾处于一个密集的恒星团中,周围有许多其他年轻恒星。在那个动荡的时代,恒星之间的近距离相遇频繁发生,可能导致某些行星被抛射出去,而太阳也可能趁机“抢夺”邻近系统的行星。计算机模拟显示,在特定条件下,太阳确实有能力通过引力相互作用捕获一颗质量较大的流浪行星,并将其稳定在遥远的椭圆轨道上。这一过程虽然概率极低,但在数十亿年的尺度下,仍有可能发生。
更令人着迷的是,这颗闯入行星的存在,或许还能解释太阳系一些长期悬而未决的谜题。例如,太阳自转轴与其行星轨道平面之间存在约7度的倾斜角。传统理论难以完全解释这一偏差,但研究表明,若有一颗大质量行星在高倾角轨道上运行,其长期引力扰动足以逐步“拖拽”整个行星系统的平面发生偏移。此外,奥尔特云(Oort Cloud)中某些长周期彗星的轨道分布也显示出非随机性,暗示可能存在一个遥远的引力源在持续施加影响。
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