我們生活在太陽系，我們以為我們了解太陽系，我們以為已經找到了太陽系內的所有行星，然而現實卻打臉了。突破性的觀測表明在我們太陽系的邊緣可能有一顆未被發現的第九大行星。如果這個第九大行星存在，那麼這是一顆怎樣的行星呢？
它是岩石構成的超級地球？還是冰覆蓋的超級冥王星？抑或是氣態的迷你海王星？又或者它是從另一顆恆星上偷來的？科學家們對此有不同的猜測。
之前筆者的科普文中也不只一次提到這個顆神秘的第九行星，那麼為什麼科學家們相信這顆第九行星應該存在呢？
一組天文學家在研究柯伊伯帶的時候，發現這裡的天體大多圍繞太陽呈整齊的圓形運動，但有一小群天體似乎打破了規則，在主環帶之外的廣闊軌道上遊盪。
柯伊伯帶內一小群天體偏離了正常的軌道
這讓天文學家們感到困惑，在柯伊伯帶外圍的某種東西似乎在把這些小行星拉離原來的軌道，是某種巨大行星大小的東西。
加州理工學院的天文學家邁克·布朗聽說了這個觀測結果后，第一個反應就是：這不可能，太荒唐了，不可能會有另一個大行星在柯伊伯帶外圍運行。
於是他決心要證明第九行星理論是錯誤的，他讓他的同事康斯坦丁·巴蒂金進行計算機模擬，看看第九顆行星會對柯伊伯帶產生什麼影響。
令人驚訝的是，該模擬預測了拉長的軌道，另外模擬還帶來了另一個驚喜：應該還有第二組偏離的軌道，與第一組軌道相垂直。
計算機模擬還有另一組垂直軌道的天體
如果邁克能確定柯伊伯帶內這些奇怪的預測天體的位置，那麼第九行星幾乎肯定是真實存在的。
當康斯坦丁把模擬結果拿給邁克看時，邁克感到震驚，因為在柯伊伯帶內的確有一個天體叫做2012 dr30，它的軌道和計算機模擬預測的完全一樣！這個小行星完全符合預測。
接着邁克又搜索了更多的記錄，發現了另外四個似乎在正確的區域。然後把他把觀測的數據與計算機模擬的數據進行比對。
結果，這些數據完全匹配！
所以，科學家們認為，幾乎可以肯定第九行星是真實存在的，而且它必須非常巨大，可能是地球質量的10倍。
為了證明第九行星的存在，天文學家需要用望遠鏡觀察它。但是有一個問題，計算機模擬只能給出在哪裡找到它的大致的位置，這顆第九行星非常遙遠，它比我們想象的要遠得多。
如果它在橢圓軌道上運行，它的大部分時間可能都在離太陽非常遠的地方度過。觀測時，我們似乎剛剛錯過了它。
那麼這個第九行星有多遠呢？
【第九行星的距離】
要真正了解它巨大的軌道，方法就是建立一個比例模型。如果用足球來比做太陽，那麼四顆內部的岩質行星距離“太陽”都不到50米，每顆“行星”看起來都不會比一個胡椒子大。
太陽與四顆內行星模型
在密集的岩石行星的遠處，是第一個氣態巨行星——“木星”，距離“太陽”有一個足球場的距離，約122米的地方。雖然木星是太陽系最大的行星，但在這個模型下，“木星”也只有棒棒糖那麼大。
至於“土星”，則距離“木星”還有一個足球場的距離。站在“土星”的位置看“太陽”，已經基本上看不清“太陽”了。
而要到“天王星”那邊，則距離“太陽”要超過三個足球場的距離。“天王星”之後，距離“海王星”約180米。
太陽與八大行星的模型
在發現第九大行星之前，海王星是離太陽最遠的行星。在這個模型中大約有半徑為800米的範圍。
但“海王星”遙遠的軌道與第九大行星的軌道相比簡直不值一提。如果要到第九行星的軌道那邊，已經不用能米來衡量，需要用公里了。
在這個模型中，如果要到達第九行星的軌道，用走路的方式就太費時了，也太累了，得用汽車。
第九行星的軌道離太陽最近的距離就已經比海王星的軌道寬6倍之多，而最遠的地方則遠在29公里之外。
經過科學家們的計算，第九行星近太陽軌道距離太陽約為306億公里，而最遠的位置，距離太陽在1800億公里之外。
科學家們不知道，第九行星會是什麼樣子。如果按照這個模型，科學家們猜測這個第九行星估計也就如下圖中一顆小糖丸那麼大。
所以，在這麼遠的距離，想要用望遠鏡尋找這顆第九行星就好比是在29公里之外找一個顆“小糖丸”
但要證實第九行星的存在就必須要發現它，而科學們的望遠鏡可能要花費數年的時間才能找到像第九行星這樣非常微弱、非常遙遠的天體。
在那之前，科學家們只能猜測這個神秘的世界可能是什麼樣子。
所以，現在科學家們相信第九行星應該存在，但真的不知道它是什麼樣子的。
目前，科學家們提出了三種可能性。
【第九行星可能是超級地球】
第九行星的第一種可能性是，它是由與地球相同的材料構成的，但質量是地球的10倍，是一個岩石構成的超級地球。
但是這個巨大的岩石行星離太陽這麼遠會是什麼樣子呢？
當科學家們觀察宇宙時，他們意識到在整個銀河系中，太陽系缺少了一種最常見的行星類型——超級地球。
開普勒太空望遠鏡通過測量行星從其主星前面經過時，光線的微小變化來發現外星世界。
開普勒發現的大多數外星恆星系都有超級地球，那為什麼我們的太陽系一個都沒有呢？
這個第九行星有可能是我們失蹤的超級地球嗎？如果第九行星是一顆岩石構成的超級地球，那麼近距離看它會是什麼樣子呢？
科學家們認為第九行星體積比較大，所以行星的內部應該還很熾熱，所以會有很多火山，會有峽谷，有板塊構造以及造山運動。並且會有熾熱的熔岩到達地表，但由於第九行星離太陽太遠了，所以熾熱的熔岩會在寒冷的太空中突然凍結。可能會形成一種被稱為黑曜石的奇怪火山玻璃。
科學家們想像第九行星表面應該是這樣一幅場景：一片被星光照亮的暗淡景象，可能有熔岩噴發出來，發出的紅色光芒。而在空中，氣體變成雪花並隨着雪下降而落到地面。那將是一片美麗而神奇的風景，是一幅生動的火山世界的畫面。
第九行星表面想像圖一
但是有一個問題，如果第九行星是超級地球，那麼它是如何形成的？它在哪裡形成的？
在我們的太陽系裡沒有其他超級地球，而我們在其他恆星周圍看到的是，超級地球很普遍，而且通常離它們的主恆星非常近。
那麼，我們的超級地球是如何到達太陽系邊緣的呢？
第九行星要成為我們的岩石超級地球，它必須是在太陽系內部形成，然後遷移到現在的位置。問題是，在太陽系早期可能沒有留下足夠多的岩石物質來創造這顆巨大的第九大行星以及水星、金星、地球和火星。
很難想象曾經在這裡形成了一顆質量相當於10個地球的行星。
【二、第九行星也有可能是冰凍的世界】
如果第九行星不是一顆超級地球，那麼它是否有可能是在太陽系外圍的冰塊形成的呢?
由於這顆行星的質量是地球的10倍，這點很重要，那麼大的冰世界內部應該有一個液態水的海洋。
在地殼的裂縫中會有冰泉噴射而出。在它的深處蘊藏着太陽系中最大的液態水海洋。
組成我們太陽系的行星似乎遵循着一種模式，離太陽最近的四顆行星都是由岩石構成的，接下來的四個是主要由氣體製成的巨行星，在海王星之外，則是由冰構成的世界——柯伊伯帶。一個由數百萬顆水冰小行星組成的冰凍區域。
柯伊伯帶是海王星軌道之外的空間區域，它向外延伸，大約是地球到太陽距離的50倍。所以這裡真的很遙遠，到處都是巨大的冰塊，冰塊裡面有一些岩石和其他東西。所以第九行星也許也是由同樣的材料構成的。它有可能是一顆超級冥王星。
有趣的是，因為科學家邁克·布朗在柯伊伯帶發現了其他許多運行着的冰冷星球，冥王星只是柯伊伯帶的一個天體，於是冥王星被降級為矮行星。一時間世界上很多地方都感到沮喪，認為是邁克·布朗“謀殺”了冥王星。
現在邁克·布朗正在致力於尋找這顆第九行星，他似乎想用這個第九大行星來“贖罪”。
如果第九行星是一個冰冷的柯伊伯帶行星，它將是迄今為止科學家們在柯伊伯帶發現的最大的行星。
在此之前，冥王星是柯伊伯帶中最大的天體，它的質量不到地球的1%。如果第九行星存在，那麼這個記錄一下提高了數千倍。所以第九行星絕對是超級大號的冥王星。
很難知道這樣的冰球會是什麼樣子。推測這樣星球應該仍然存在活動，內部地質活動使這個世界免於寒冷和完全死亡。
假想中的超級冥王星九號是一個巨大的冰世界，它的岩石比超級地球少得多，但大量的冰同樣產生了足夠的引力，在核心深處產生熱量。
維持一顆行星存活的真正核心是質量，它是否有足夠的質量來保持內部的溫暖。當質量是地球5到10倍的物體，內部很可能是溫暖的。地表會像火山一樣發生噴發，但這些火山噴出的是水冰，而不是熔岩。
如果有一個巨大的冥王星存在，這樣的天體一定有最令人驚嘆的風景。會看到數以百計的冰火山噴發的壯觀場面，冰火山噴出冰凍的水，冰像雨點一樣落在星球表面。
第九行星表面想像圖二
如果這樣的第九行星存在，那麼它將是太陽系中最大的單一水體。會有足夠的內熱把這裡變成一個泥濘的水世界，所以它不完全是類地岩質行星，也不是天王星或海王星，它是一個真正的海洋世界。
那麼第九行星是冰凍的超級成冥王星嗎？
問題在於規模，冥王星和柯伊伯帶的其他天體都很小，那麼，相同的建築材料是如何聚集在一起形成巨人的呢？
所以，認為第九行星是一個放大版的冥王星的想法，看來有一些困難。
當觀察柯伊伯帶的時候，會發現都是一些小而冰冷的天體，那裡沒有什麼很大的天體。科學家們認為這不是巧合，形成行星的塵埃和氣體盤的物質靠近太陽會更多，當到達冥王星這裡的時候，已經沒有多少物質可以用來造行星了，更不用說是一個質量是地球5到10倍的行星了。
那麼，如果第九行星不是在冰冷的外部系統中形成的，也不是在多岩石的內太陽系中形成的，它是從哪裡來的呢？
【第九行星也許是一顆被“放逐”的氣態行星】
更有可能的情況是，第九行星形成於太陽系中部富含氣體的區域，木星、土星和海王星也是在這個區域中形成的。
一顆氣態的第九行星可能與海王星相似，但可能更小一些，它也許是一顆迷你海王星。
氣態行星都是“怪物”級別的。它們沒有像地球那樣的固體表面，只有厚厚的、暴風雨般的向下延伸數萬英里的大氣層。在其核心有一顆細小的岩石內核。
木星是最大的氣體巨星，質量超過地球的300倍，從木星開始氣態巨行星逐漸變小，土星到天王星，最後是海王星，大約是地球質量的17倍。如果第九行星是一顆氣態巨行星，那麼它會更小，所以就會像一個迷你海王星。
海王星有一個岩石內核，但裡面充滿有甲烷，水和其他各種物質，所以海王星厚厚的雲層被甲烷分子染成了藍色。
但第九行星的大氣層可能是透明的，因為第九行星所在區域太冷了，幾乎無法從太陽那裡獲得額外的能量。所以大氣中任何重的物質，任何重的分子，隨着時間的推移，很可能都會落到表面。只有最輕的元素，最輕的分子，會留在大氣中，所以可能只有純氫和氦。
所以第九行星的樣子可能會像水母之類的東西，有着美麗的，半透明的外觀。在這種情況下，你可以通過某種方式看到這個星球的內部。
第九行星想像圖三
大氣層可能是透明的，但這個星球遠非平靜。星球內部會被雷暴的閃光照亮，當來自遙遠太陽的太陽風沿着星球的磁場向下流動時，微弱的光會在兩極周圍飛舞。
科學家們認為，第九行星是一個迷你海王星的可能性非常大。因為在我們的太陽系中存在額外氣體巨星並非不可能。
2011年，科學家們試圖用超級計算機模擬太陽系的形成過程。但他們無論如何模擬，始終無法形成我們現在的太陽系。除非在我們的太陽系中加入第五顆氣態行星。
模擬表明，這顆氣態行星最終會被我們太陽系中的“惡霸”木星給噴射出去，最終結果就會形成我們今天所擁有的行星了。
而且科學家們已經證實，太陽系的氣態行星會被拋來拋去。科學家們甚至看到從恆星系中被噴射出的行星，這些行星在恆星之間的空間中自由漂浮。
第九行星是否也遭遇了同樣的命運呢？這是完全有可能的！
這顆行星形成於氣體巨頭所在的美妙的圓盤區域內，它本來可以像木星一樣吸引很多材料，並成為一個巨型氣體行星。
只是它與木星走得太近了，它動了“老大”的地盤，於是木星毫不客氣地把它從這個美妙的覓食地盤甩了出去，拋到了外太陽系。就好像是古代犯了罪的官員被發配到窮苦地方一樣。
那麼第九行星真的是一個被放逐到太陽系外荒地的冰凍迷你海王星嗎？目前這個是科學家們最好的猜測。
【四、第九行星甚至可能是偷來的“孩子”】
但還有一個猜測，一些科學家認為第九行星可能根本沒有在太陽系內形成。我們的這顆最遙遠的行星是從另一顆恆星上掠奪來的外星世界。
太陽只是銀河系中圍繞超大質量黑洞運行的2000億顆恆星中的1顆。這些恆星中的大多數都有可能有多個行星，科學家們現在相信，有時兩顆恆星可能會靠得太近而讓某顆恆星“不舒服”，結果就有了“行星竊賊”。
所以，有沒有可能是因為太陽離另一個恆星系太近了，所以偷走了一顆行星？
今天，我們的太陽獨自漂浮在太空中，就像大海上的一艘遊艇。但情況並非總是如此。讓我們再次把時光倒流46億年。
那個時候，我們所在的星團是一個更加擁擠的地方，這是第九行星跳船的理想條件。
太陽和其他成千上萬顆恆星一起誕生在“恆星託兒所”。就像港口的船一樣，周圍有很多船，很多鄰居。
像太陽這樣的恆星誕生於恆星的搖籃，巨大的氣體雲坍縮形成成千上萬的恆星。所有的恆星都緊緊地擠在一起。
天文學家認為，在這個狹窄而混亂的恆星遊樂場里，太陽的引力可能從路過的鄰居那裡偷走了第九行星。
可以想象一下，一個很酷的場景：在某個區域誕生了一顆恆星，在恆星周圍形成了一顆行星，就是我們的第九行星。忽然太陽呼嘯而過，距離是如此之近，以至於它在進入銀河系的過程中，順手牽羊，把第九行星給偷走了。
這聽起來像科幻小說，但我們的太陽可能已經有了犯罪記錄。有一些證據表明，我們太陽系中的彗星可能並非起源於我們的太陽系，太陽可能從其他恆星偷走了彗星。
如果是這樣的話，那麼認為一顆恆星圍繞另一顆恆星，並以某種方式讓鄰居的行星進入了我們的太陽系並成為我們家庭的一部分，也就不足為奇了。
但如果第九行星真的來自另一顆恆星，我們如何確定它是外星來客呢？科學家們想做的就是對第九行星進行DNA測試。
通過在它的一些表面尋找那些我們可以確定不可能在太陽周圍形成的物質。科學家們甚至可能需要發射一個探測器去仔細觀察它，找出它的化學成分，以及能找到的關於它軌道的一切。
這樣，科學家們就能看到是否有任何“指紋”性的確鑿的證據能清楚地說明這是在這裡形成的還是在那裡形成的。
不幸的是，在我們向第九行星發射探測器之前，科學家們必須先找到它。
【艱難的尋找過程】
邁克·布朗等天文學家利用數學方法縮小了區域範圍。現在科學家們知道的是第九行星就在下圖中天空的那片區域中。
第九行星可能的位置區域，靠近獵戶座
科學家們利用位於夏威夷斯巴魯的紅外望遠鏡尋找第九行星。這架望遠鏡經過微調可以在太空深處寒冷的背景下分辨出遙遠物體微弱的熱信號。
第九行星雖然可能凍結了，但它會還是會比太空暖和一些。這種微小的溫差正是這台望遠鏡所需要的。
科學家們所要做的是在天空中同一區域，相隔幾周拍攝的兩張照片。恆星不會移動，但行星會。當有一個物體在恆星的背景下圍繞太陽運動時，就會被發現。冥王星就是這樣被發現的。如果第九行星存在的話科學家們希望這樣找到它。
當然要找到第九顆行星，可能需要數年的時間。如果我們發現它，科學家就能分析它的光。在那微弱的光中可能隱藏着岩石、冰或氣體的化學特徵。這樣第九行星的身份將最終揭曉。
但也許最令人興奮的前景是，第九行星可能是衛星家族的家園，在這些衛星中，也許會有一顆，在距離太陽1000億英里的地方為生命提供家園。
幾十年來，科學家們一直在尋找離我們最近的行星鄰居，尋找外星生命的跡象。但到目前為止，還沒有找到任何線索。如果第九行星是真實存在的，那麼它就位於太陽系的冰冷邊緣。
但即使在這裡，距離太陽1000億英里的地方，生命也有可能在其衛星深處茁壯成長。
歷史上，科學家們一直認為衛星就是這些微不足道的地方，但不可思議的是，它們可能是發現生命最好的地方。僅在我們的太陽系中，行星的衛星上存在生命的可能性就比行星本身存在生命的可能性大得多。
衛星讓天體生物學家興奮，因為無論它們離太陽有多遠，它們都有可能會支持液態水的存在。
關鍵是潮汐加熱。在橢圓軌道上的，衛星會被其母行星的引力不斷擠壓，這會產生熱量，融化冰，並形成地下液態水海洋。這是我們所知道的生命的關鍵成分。
如果第九行星像科學家預測的那樣大，它可能有多個衛星。也許其中一顆衛星上有溫暖的鹹海，能適合簡單的生命。
在筆者之前的科普文中，已經不止一次說到某行星的衛星可能有生命的存在。所以，很有可能，在第九行星的某顆衛星上也會有適合生命存在的環境。
所以目前，科學家們相信第九行星應該存在，就差用望遠鏡直接找到它了。甚至有的科學家已經準備好了慶祝髮現第九行星的香檳。
不管第九行星到底是什麼樣子，有一件事是肯定的，如果科學們真的找到了第九顆行星，我們將再也不會以同樣的方式看待我們的太陽系。
如果它在那裡，它會告訴我們關於我們的太陽系有更多需要了解的東西，以及太陽系有更多的秘密等待着我們去發現。