什么时候才能找到太阳系中看不见的第九颗行星

在未来十年内，将会发现一颗新的行星。不是一颗系外行星，因为已经有成千上万颗系外行星了，而是太阳系附近的一颗行星。

随着冥王星的陨落，这颗行星将成为我们的第九颗行星，于是它就被命名为:第九颗行星。这是一个非正式的名字，然而，当它被发现时，天文学高层可能会用某个罗马或希腊女神的名字来命名它。

加州理工学院的一群天文学家模拟了大约12个小型岩石行星的轨道，这些行星在最远的行星海王星之外围绕太阳公转。因此，这些天体被称为海王星外天体(TNOs)。这些小星球是太阳诞生几百万年后行星形成过程的残余。

原则上，这些天体的轨道应该没有相关性，但加州理工学院的研究小组报告说，少数这些TNOs具有神秘的相似轨道特征，包括相似的轨道倾斜度。当然，这可能纯粹是偶然发生的，因为它毕竟是随机的——但这些轨道如此相似的几率非常小，不到1%的概率。如果我们探究这些不是随机的可能性，那么对这些轨道相关性最合理的解释是，在我们太阳系的外围某处存在一个巨大的世界。

加州理工学院领导的团队发表的同行评议文章指出，第9颗行星可以在冬季的天空中找到，在猎户座和金牛座之间的某个地方。这一预测是根据数值模拟的结果做出的。在数值模拟中，当考虑到一个假设的行星的引力效应时，这些神秘的相似TNOs的轨道特性得到了复制。模拟显示，存在一颗质量约为地球5倍、轨道周期为1万年的冰行星，这可以解释TNO的观测结果。

如果这颗行星确实存在，我们可以预计它在目前的轨道上位于猎户座和金牛座之间，但这也存在问题，因为在这么小的一片天空中寻找这样一颗暗淡的行星是非常具有挑战性的。即使使用大型望远镜和复杂的分析软件等现代仪器，这也是大海捞针的典型做法。尽管搜索工作已经进行了多年，但我们还没有直接观察到行星9，但考虑到证据，可以说，这只是时间问题。

在未来的一年里，位于维拉·鲁宾天文台(以前被称为lst)的8米望远镜将上线。这架望远镜位于智利的高山地带，它将在近十年的时间里观测整个南部天空。它的32亿像素照相机，可以为9号行星成像。即使人们能够管理望远镜每晚收集的tb级数据，主要的挑战是在数以亿计的天体图像中过滤出一颗行星。

这项任务并非不可能，因为几年前发表的一篇论文概述了行星9号的探测算法。作者指出，如果我们结合使用光学和CMB无线电勘测，探测是可能的。他们的想法是，尽管行星9寒冷冰冷，但它会释放出一种可以在x射线频率中探测到的热信号。因此，他们的原理是一个两步的方法，首先，我们在光学测量中探测到一个移动的物体，就像维拉·鲁宾天文台将要进行的那样，然后，我们可以检查CMB测量，以确认这个物体在x射线中是否可见。如果它有热信号，那么它就是9号行星的候选者。

从概念上讲，这个任务很简单:我们需要创建一个算法，在天体物理图像中找到运动物体的条纹。例如，星系和恒星都离得很远，看起来不会移动，因此在图像上不会留下任何条纹;但是，在数十亿颗恒星的背景中探测太阳系附近的移动物体并不是一件小事，许多技术问题使这项任务变得艰巨。维拉·鲁宾天文台的数据发布要到2024-2025年才会开始，因此我们有几年的时间来创建和优化这个检测算法。

毫无疑问，对行星9的搜索将会意外地发现许多小行星，因为小行星也会在图像上留下条纹，可能会在CMB调查中发现。在我们偶然发现难以捉摸的9号行星之前，还需要发现多少新的小行星?在接下来的十年里，我们将会找到答案。