数千年来，仰望星空是天文学家研究天空的方式。在晴朗的夜晚，我们的太阳系中有几颗行星无需望远镜即可看到。然而，随着望远镜越来越精密，天文学家发现了更多行星，证实了我们太阳系中的八大行星。但随着技术的不断进步，我们能否发现一颗新的行星呢？
天体物理学家不知道我们的太阳系中是否存在未被发现的行星，但新技术正在使研究人员更接近答案。
什么是X行星？
古代人和早期天文学家早就知道五颗行星：木星、火星、水星、土星和金星，尽管起初这些行星看起来像恒星。1781年，一位英国天文学家发现天王星也是一颗行星，而非恒星。
在接下来的几十年里，天文学家通过数学方程式推测海王星之外存在一颗行星。直到19世纪中叶，才出现了足够强大的望远镜可以将这颗行星纳入科学家的视野。
普林斯顿大学天体物理学家Amir Siraj表示：“海王星于1846年被发现，基本上对海王星之外可能存在一颗行星的猜测在之后几年就开始了。”
阅读更多：神秘的天王星：冰巨星的世界
X行星搜索重燃兴趣
对X行星的搜索最终导致了1930年冥王星的发现。Siraj说：“当时，天文学家认为，我们一直在谈论的这颗行星，是位于海王星之外的一颗巨型行星。”
随着技术的进步，科学家们能够更准确地计算冥王星的质量，这促使一些天体物理学家认为冥王星不是X行星。当国际天文学联合会于2006年将冥王星降级为矮行星时，他们的论点得到了进一步支持。
Siraj说：“尤其是在过去十年里，这场搜索重新燃起了热情。”
一些天体物理学家提出海王星之外存在一颗行星的主要原因之一与异常的轨道有关。
Siraj说：“最遥远的小天体——彗星或小行星——的轨道似乎聚集在太阳系的一半或一侧。这非常奇怪，是我们目前对太阳系的理解无法解释的。”
Nature杂志2014年的一项研究首次指出了这些轨道。《天文学杂志》2021年的一项研究考察了轨道的聚集情况，并得出结论认为，“第九行星”可能比预期的更近、更亮。
搜索第九行星
Siraj说，天体物理学家们并不一致认为轨道聚集是真实效应。一些人认为这是有偏差的，因为科学家们目前的视野是有限的。
他说：“过去十年的这场争论让许多科学家感到困惑，包括我自己。我决定从头开始研究这个问题。”
Siraj和他的合著者在一篇2024年的论文中，对太阳系进行了模拟，其中包括海王星之外的一颗额外行星。
Siraj说：“我们做了300次模拟，大约是之前模拟次数的2.5倍。在每次模拟中，你都会尝试为额外行星设置不同的参数。不同的质量、不同的倾角、不同的轨道形状。你运行数百万年，然后将分布与我们在太阳系中看到的进行比较。”
Siraj和他的合著者能够比较太阳系中的51个天体。之前的工作只能比较11个。他们发现，这颗可能行星的参数与科学文献中之前讨论的参数不同，并且支持海王星之外存在一颗未见行星的可能性。
科学家们希望新望远镜能够更深入地观测太阳系。2025年，位于智利山脉的Vera C. Rubin Observatory（维拉·C·鲁宾天文台）有望投入使用。该天文台声称，在一个人拿出手机并摆姿势自拍的时间里，他们的新望远镜就能拍摄到10万个星系的图像，其中许多星系是科学家前所未见的。
该望远镜将配备有史以来建造的最大数码相机LSST。Siraj表示，他预计它将进行“人类有史以来最深入的全天空巡天”。
行星科学的未来
那么，鲁宾天文台在海王星之外可能会发现什么？根据目前的文献，Siraj看到了几种可能性。一种是鲁宾天文台凭借其增强的能力，可能会发现海王星之外的一颗行星。
另一种可能性是，望远镜没有识别出第九颗行星，而是发现了比以往已知的更遥远的天体。Siraj说，还有一种可能性是找不到行星，并且不对称的天体也没有得到证实。或者找不到行星，但轨道聚集得以确立。Siraj说，最后一种情况会让天体物理学家“费解”，甚至可能表明这些天体来自柯伊伯带之外。
无论如何，Siraj认为鲁宾天文台可以解答很多问题，同时也会提出许多新的问题。
他说：“明年将是太阳系科学极其重要的一年。”
阅读更多：天文学的未来会怎样？我们很快就会知道
文章来源
我们的Discovermagazine.com作家在文章中采用同行评审研究和高质量来源，我们的编辑会审阅科学准确性和编辑标准。请查看本文使用的以下来源
国家航空航天博物馆。我们是如何发现行星的？
普林斯顿大学天体物理学家。Amir Siraj
《自然》杂志。一颗类塞德娜天体，其近日点为80天文单位
《天文学杂志》。第九行星的轨道
Arxiv.org。可能存在X行星的轨道
维拉·C·鲁宾天文台。什么是鲁宾天文台？
