在浩瀚的宇宙中,太阳系边缘始终笼罩着一层神秘的面纱。近年来,天文学家通过对柯伊伯带150余颗天体的轨道数据进行分析,意外发现了一个令人费解的现象:在距离太阳80至200个天文单位的区域,这些被称为“太阳系遗民”的天体,其轨道平面出现了明显的倾斜,与内太阳系的轨道平面存在显著偏移。据统计,这种情况偶然发生的概率仅有4%左右。更令人惊讶的是,有17颗天体的轨道近日点竟然在同一个方向聚集,偏移角度达到17°,随机发生的概率更是低至0.2%。这些天体的轨道轨迹仿佛在诉说着一个不为人知的秘密,而解开这个秘密的钥匙,或许就隐藏在太阳系边缘的某个未知引力源中。
这并非天文学界首次遭遇外太阳系的引力异常。早在上世纪,天文学家就曾通过观测天王星的轨道摄动,成功推算出海王星的存在。然而,当同样的方法被应用于冥王星之外的异常现象时,却陷入了长达百年的困境。2016年,加州理工学院的巴特金和布朗提出了一个大胆的假设——“第九大行星”。他们认为,在距离太阳600个天文单位的地方,可能存在一颗质量约为地球10倍的行星,正是它牵引着这些柯伊伯带天体,导致了轨道的异常。
然而,近十年的研究却并未如预期般顺利。不同团队的研究结果出现了显著的矛盾。巴特金团队后来修正了他们的结论,认为这颗行星的质量可能只有地球的5倍,轨道距离也缩短到了400至500个天文单位。而普林斯顿大学的Siraj团队则提出了“行星Y”的概念,认为这颗行星的质量是冥王星的25至450倍,轨道距离更近,仅在100至200个天文单位之间。更有激进的观点认为,这些异常现象可能并非由行星引起,而是暗宇宙与可见宇宙量子纠缠产生的时空缺陷。
面对这些矛盾,天文学家们开始意识到,传统的光学观测方法可能已经走到了尽头。毕竟,如果目标在400个天文单位之外,其反射光将衰减到难以探测的程度。事实上,连续7次的观测都因为信号太弱而失败。这时,天文学家们决定换个思路——既然看不见,那就听声音。他们开始尝试捕捉目标自身的热辐射,因为行星的热辐射随距离的平方衰减,在极远处反而更容易捕捉。
于是,日本AKARI太空望远镜成为了天文学家们的“解密工具”。它的灵敏波段正好匹配第九行星可能发出的远红外信号,因为这颗假想行星的表面温度估计低至-250℃,热辐射峰值就在远红外区域。然而,在调试设备的过程中,却出现了一个小插曲。望远镜的信号校准系统总是受到宇宙射线的干扰,天文学家们不得不花了两周时间设计屏蔽装置,并尝试了8种不同的材料才最终解决问题。虽然过程充满挫败,但结果却令人庆幸。
在分析数据的第7天,电脑屏幕上突然出现了两个异常的红外亮斑。它们的位置与天文学家们根据轨道异常推算出的天区完全吻合,热辐射强度也符合地球质量5至10倍的冰巨行星特征。团队里有人激动得拍了桌子,但冷静下来后,他们却发现了一个新的问题:这两个亮点的运动轨迹与任何团队预测的行星轨道都不相符。难道是仪器误差?还是他们漏看了什么关键因素?
带着这个疑问,天文学家们开始重新梳理所有矛盾的数据。他们突然意识到,或许大家都陷入了“非此即彼”的误区。Siraj团队所说的“行星Y”和传统的“行星X”可能并不是同一颗行星。就像太阳系里既有木星也有土星一样,外太阳系为什么不能有两颗未知行星呢?而量子引力模型提到的时空缺陷,又是否能够解释为什么他们只看到了热信号却找不到清晰的光学影像呢?毕竟,如果引力源真的不参与电磁相互作用,那么这种情况就有可能发生。
为了解开这个谜团,天文学家们制定了新的计划。今年秋天,“空间与时间遗产巡天”项目将正式启动,智利的薇拉·鲁宾天文台将把已知的柯伊伯带天体数量增加5至10倍。天文学家们将跟随这些新发现的“证人”,利用韦伯望远镜精确测量那两个红外亮斑的光谱特征,同时监测是否有0.107nHz的左旋引力波——这是量子引力模型的关键预言。
目前可以确定的是,冥王星之外确实隐藏着一个“引力幽灵”。但它究竟是第九大行星、“行星Y”,还是更神秘的时空缺陷,目前还无法确定。卡内基科学研究所的谢泼德认为第九大行星存在的概率有80%至90%,但天文学家们常说,再高的概率也抵不过一句“证据确凿”。这次研究就像在浓雾中走迷宫,每解开一个谜题,就会发现更多的岔路。但正是这种不确定性,才让天文学充满了魅力——你永远不知道下一个数据会颠覆什么,又会带来什么新的发现。