只是“幻觉”！第九大行星遭遇危机，太阳系只有八颗行星？

行星的诡异运行

1781年，英国天文学家威廉·赫歇尔发现了天王星，让人类意识到了太阳系还有未被发现的天体。
随着天文学家不断地观测，天王星的运行轨迹经常和理论出现偏差。通过计算，科学家在1846年发现，是外侧的海王星通过引力的干扰导致了天王星出现诡异的运行模式。人类知道，行星之间可以通过引力干扰彼此的运行。
1930年，冥王星被发现，它所在的柯伊伯带也逐渐呈现在我们面前。随着柯伊伯带天体被发现的越来越多，人们发现这些小天体的运行轨迹更加诡异，它们普遍拥有着非常高的离心率，和其他区域的天体非常不一样。
以冥王星为例，它最远时距离太阳有73.76亿公里，是日地距离的49.3倍；而最近的时候，冥王星距离太阳仅44.37亿公里，比海王星还要近。柯伊伯带内其他天体甚至更加夸张，有些天体的远日点甚至在150个天文单位（约合225亿公里）之外。
早在冥王星刚被发现并且还被称为第九大行星的时候，科学家们就展开了寻找冥王星外其他大行星的工作。尤其是在柯伊伯带天体这种诡异的运行模式被发现后，他们更是从理论上开始研究新行星的存在性。

第九大行星，幕后黑手？

2016年，加州理工学院的天文学家Konstantin Batygin和Michael Brown在《天文学杂志》上发表论文，宣布了他们的研究成果。二人表示，外海王星天体在近日点的角度非常相似，这一点非常值得注意。他们利用计算机模拟发现，这样的现象可以通过第九大行星来解释。
他们通过计算后发现，这颗隐藏着的第九大行星质量约为地球的5-10倍，距离太阳400-800个天文单位。由于距离十分遥远，接收的阳光非常少。要知道，太阳系天体与地球的距离每增加10倍，我们看到的亮度就会下降10000倍，因此即使第九大行星非常大，观测难度也将令人难以想象。再加上天空面积非常广，因此我们才始终没有发现它。
这篇论文很快引起了热议，毕竟他们的研究头头是道，看起来非常令人信服。因此，原本沉寂下来的关于第九大行星的话题，又重新被点燃。可是，最近的一项研究表明，二人的理论存在着一个严重的问题，或将使得他们的理论被彻底推翻。

幸存者偏差

密歇根大学物理学家Kevin Napier最近在arXiv上发表了自己的最新研究，指出了上一个理论的问题。
Napier表示：和所谓的第九大行星一样，外海王星天体的观测难度也非常大。尤其是当它们远离近日点时，人类几乎不可能观测到它们，只能在它们处于近日点附近时能够窥视一下。正是因为我们只能看到位于近日点的外海王星天体，使得我们的观测结果不可避免地出现较大的片面性。这在统计学上有一个著名的专有名词——幸存者偏差。
研究人员在论文中进一步解释道：“由于这些极端外海王星天体（ETNOs）轨道离心率极高，其亮度又遵从着与距离的4次方成反比的规律，因此它们只能在近日点附近的几十年内被观测到。同时，望远镜的观测又只能在一年内特定的时间里对特定的区域进行观测，而且深度有限，这些影响都会造成明显的选择性偏差。”
据介绍，Batygin和Brown最初的模拟过程只采用了六颗ETNOs，并且没有宣布他们的选择方式，因此其中很有可能带有选择性偏差。因此，Napier认为，此前认为的第九大行星造成柯伊伯带天体运行规律诡异的现象，可能只是选择性偏差导致的“幻觉”。
因此，为了确保样本选取的全面、可靠性，本次研究的科学家采用了更加科学的抽样方式，那就是扩大选取的范围。

第九大行星理论的致命打击

为了保证抽样的科学性，Napier等人从以下范围内分别进行了抽样，并且增加了样本的数量：
  • 从“外太阳系起源巡天计划”（OSSOS）中抽取5颗天体；
  • 从“暗能量调查”（DES）中抽取5颗天体；
  • Scott Sheppard、Chad Trujillo和David Tholen三人多年以来致力于第九大行星的搜寻，发现过许多颗外海王星天体，包括前不久刚刚确认的已知最遥远的太阳系天体FarFarOut，Napier又从该团队的发现中抽取了4颗天体。
就这样，他们一共从3个不同的项目中抽取了14颗ETNOs，由于这些项目的研究方向不同，发现柯伊伯带天体的方式也不同，因此可以尽量减少这些ETNOs之间的相似性，提高取样的随机性。
在抽取了新的样本后，研究团队又开发了新的模拟程序，进行了一次更加全面、科学的模拟过程。结果令人非常震惊：模拟结果与Napier团队分析的样本天体并不相同，而是与太空中实际的柯伊伯带天体相符。
第九大行星存在的理论，遭到了巨大的挑战。
本着科学研究的严谨精神，该团队也并没有完全否认第九大行星的存在。只不过他们认为，通过外海王星天体的运行轨迹来判断第九大行星，是不太现实的。
此前也有研究认为，第九大行星不能够解释外海王星天体的运行模式。当时的研究甚至没有考虑选择性偏差的问题，他们利用计算机的模拟显示，这些天体的运行模式仅仅通过现在已知的柯伊伯带天体之间的相互作用就可以解释。
总之，如果利用第九大行星的引力来解释柯伊伯带天体运行模式的理论被推翻，那么人们对于第九大行星存在的执念将仅仅停留在一个美好的愿望和对新天体的好奇上了，这对于第九大行星来说无疑是个重大的打击。
不管怎么说，我们需要更加强大的观测设备，发现更多柯伊伯带天体。通过更加庞大的外海王星天体群的运行模式以及相关的模拟，或许可以给第九大行星的存在提供更多证据或者是反证。
我们希望找到这样的天体，让我们更加了解这个太阳系；如果它真的不存在，我们也不得不面对现实。
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