當(dāng)我還小的時候，太陽系有九大行星，但今天卻只有八大行星。冥王星于1930年被發(fā)現(xiàn)，是太陽系的第九顆行星。但76年后的2006年，它被降級為矮行星，掉出了太陽系“行星俱樂部”。
軌道異常
讓我們考慮一個簡單的宇宙，除了太陽和地球之外什么都不存在。在這種情況下，牛頓引力足以描述太陽的軌道。借助牛頓萬有引力定律以及我們對太陽和地球質(zhì)量的了解，我們幾乎可以準(zhǔn)確地描述這個兩體太陽系將如何運作。現(xiàn)在，我們把火星添加進(jìn)去，此時我們會發(fā)現(xiàn)地球軌道有點變化。牛頓引力告訴我們，一定是有其他引力影響等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。因此，即使我們不知道火星在那里，我們?nèi)匀豢梢耘袛嘤惺裁礀|西在那里。
此外，如果我們仔細(xì)繪制地球的軌道，我們可能會估計出假設(shè)行星的位置和質(zhì)量。然后，我們可以將望遠(yuǎn)鏡指向我們預(yù)測的方向，也許就能發(fā)現(xiàn)火星，并最終解釋地球神秘的軌道異常。但隨后我們可能會意識到，這個新發(fā)現(xiàn)的行星——火星仍然不能解釋一切，地球軌道仍然存在一些偏差，罪魁禍?zhǔn)资窃谖覀兊奶栂抵羞€有更多未被發(fā)現(xiàn)的行星。
水星、金星、火星、木星和土星是最早被發(fā)現(xiàn)的行星， 因為我們可以用肉眼看到它們。但直到18世紀(jì)才發(fā)現(xiàn)第七顆行星天王星，因為它不是那么明顯。但在發(fā)現(xiàn)它之后，理論物理學(xué)和望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)足夠先進(jìn)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)天王星的軌道出了問題，一定有其他重物影響著它。因此，第八顆行星海王星成為第一個被數(shù)學(xué)預(yù)測的行星，科學(xué)家甚至可以在觀測之前估計它的大小和位置，這導(dǎo)致它最終在1846年被發(fā)現(xiàn)。
但隨后的計算表明，天王星和海王星的軌道仍然存在問題，所以天文學(xué)家開始尋找第九顆行星。最終，我們在1930年發(fā)現(xiàn)了冥王星。就在每個人都認(rèn)為解決了一個巨大的謎團(tuán)時，計算表明太小太輕，無法消除天王星和海王星的軌道不一致。
不存在？
從那時起，我們一直在尋找第九顆行星，但都一無所獲。有了遍布地球的現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡，以及超級計算機(jī)來處理大量的數(shù)據(jù)，為什么我們還不能找到第九顆行星呢？
有幾個可能的原因。首先，可能沒有第九顆行星，而導(dǎo)致天王星和海王星軌道異常的原因是由于我們的數(shù)學(xué)模型存在問題。不過這種想法的可能性較低，因為我們對軌道力學(xué)的理解是相當(dāng)先進(jìn)，而且我們對太陽系中其他行星的運動也很清楚。
科羅拉多大學(xué)的天體物理學(xué)教授安妮-瑪麗·馬迪根等人認(rèn)為，一顆遠(yuǎn)離太陽系其他部分的大行星會違反我們對行星形成的了解。因此，她相信第九顆行星可能不是一顆大行星，而是在柯伊伯帶之外的一個新的小天體帶，并且這些天體是如此之小且如此遙遠(yuǎn)，以至于它們很難用當(dāng)前的技術(shù)探測到。
還有其他的理論，哈佛天文學(xué)家認(rèn)為它可能是一個葡萄大小的原始黑洞，它的質(zhì)量大約相當(dāng)于海王星。但這不是一個受歡迎的理論，因為那么小和那么古老的黑洞會由于霍金輻射而輻射掉它們所有的質(zhì)量。
存在？
雖然有些科學(xué)家認(rèn)為第九顆行星的想法是愚蠢的，但是有一些令人信服的理由可以解釋為什么需要第九顆行星的存在。這不僅僅是因為它會對天王星和海王星產(chǎn)生影響，還會影響我們太陽系中其他遙遠(yuǎn)的天體，這些天體被稱為外海王星外天體(TNO)。這些天體不僅包括冥王星，還包括我們發(fā)現(xiàn)的其他矮行星和一些冰冷的天體。
觀測表明，這些TNO也沒有像預(yù)期的那樣繞軌道運行。在接近太陽的過程中，它們都傾向于聚集在一起，并且它們的軌道也同樣傾斜。2016年，加州理工學(xué)院的天文學(xué)家邁克·布朗和康斯坦丁·巴蒂根提出，第九顆行星質(zhì)量比地球大四到十倍，繞太陽運行的距離是地球的360-620倍，可以解釋這些TNO的相似軌道。它的引力將主宰太陽系的外緣。
這第九顆行星非常遙遠(yuǎn)，如果把太陽比作一顆籃球，那么地球?qū)莾珊撩讓挼闹樽?，并且會?5米的軌道上運行。海王星是第八顆行星，它將在750米遠(yuǎn)的地方繞軌道運行。但與第九顆行星相比，這根本不算什么，它距離我們的太陽籃球的最大距離將達(dá)到15公里。鑒于它如此遙遠(yuǎn)，很少有太陽光子能到達(dá)它，并且它看起來如此之小，反射回地球供我們檢測的光子就更少了，因此我們目前還檢測不到第九顆行星的存在。
