一颗被认为是造成外太阳系奇怪轨道的假想神秘行星刚刚遭受了迄今为止最大的打击之一。
根据密歇根大学物理学家凯文·纳皮尔领导的对极远物体的综合分析，九号行星可能不存在——因为它存在的证据不存在。相反，天文学家所认为的行星引力的影响实际上是观测中的选择偏差。
2016 年，加州理工学院的天文学家康斯坦丁·巴蒂金 (Konstantin Batygin) 和迈克尔·布朗 (Michael Brown) 在《九号行星》上发表了一篇论文，第九行星突然出现。天文杂志为太阳系外围存在一颗尚未被发现的行星奠定了基础。他们说，证据存在于远离海王星轨道的其他物体中。
这些天体被称为极端跨海王星天体（ETNO）。它们拥有巨大的椭圆形轨道，距离太阳的距离永远不会比海王星轨道在 30 个天文单位处更近，并且摆动距离会比海王星轨道更远超过 150 个天文单位。
巴特金和布朗发现，这些轨道在近日点（即轨道上最接近太阳的点）具有相同的角度。他们进行了一系列模拟，发现一颗大行星可以以这种方式聚集轨道。
九号行星，根据他们的计算，应该是地球质量的 5 到 10 倍左右，绕轨道运行的距离在 400 到 800 个天文单位之间。
因为这个假设的行星距离很远，而且天空又很大，所以不容易找到。因此，对它的寻找一直在进行。
然而，就像九号行星本身很难找到一样，ETNO 也很难找到。这些天体比行星小，因此也更暗。当它们远离太阳时，我们看到它们的机会几乎为零。这就是一些天文学家认为存在选择偏差的地方。
“因为 ETNO 遵循高度椭圆轨道，并且它们的亮度以 1/r4 的速度降低，所以它们几乎总是在近日点的几十年内被发现，”研究人员在论文中写道。
“此外，望远镜观测在一年中的特定时间观察到有限的天空区域，其深度也有限。这些影响导致了显着的选择偏差。”
寻找 ETNO 非常困难，这意味着我们还没有发现很多。 Batygin 和 Brown 进行的最初模拟仅基于 6 个 ETNO，这些数据是从未发表的各种调查中收集的。选择功能;换句话说，任何选择偏差都不清楚。
最近的调查对其选择功能进行了细致的研究。而且，虽然没有一项调查发现足够的 ETNO 来构成全面的统计群体，但结合调查可以让科学家得出更有力的结论。这就是纳皮尔和他的团队所做的。
他们从里面拿走了五件物品外太阳系起源巡天（OSSOS）（之前的没有发现聚类的证据），五个对象暗能量调查， 和四个物体由天文学家斯科特·谢泼德、查德·特鲁希略和大卫·托伦发现，他们一直领导着九号行星的搜寻工作。
由于这三项调查的目标截然不同，因此它们具有不同的选择功能。面临的挑战是解决这些差异，以便可以将这些对象有效地合并到一项大型调查中。为了做到这一点，团队设计了一个调查模拟器。
“本质上，”他们在论文中写道，“勘测模拟器通过使用勘测的指向历史、深度和跟踪标准来模拟对太阳系天体模型群体的检测。这允许计算给定总体的勘测选择函数，这使我们能够考虑偏差，从而了解真正的底层人群。”
如果 ETNO 聚类是由物理效应引起的，那么它应该与纳皮尔团队分析的更大的物体样本保持一致。相反，他们的结果表明 ETNO 样本与母体在空间中的均匀分布是一致的。
研究人员小心翼翼地指出，这并不意味着不存在第九行星。这只是意味着无法从 ETNO 数据推断出该行星的存在。没有足够的信息来证实或排除它。
其他证据也表明它的存在。例如，太阳系外柯伊伯带天体（如塞德娜）的奇怪倾斜轨道——尽管天文学家也发现了这一点。提出的其他解释对于这些行为。
如果需要分析更多的 ETNO 和柯伊伯带天体，就可能做出更强有力的裁决，这可能意味着需要等待来自更强大望远镜的天体，例如预计将于今年某个时候开始运行的维拉鲁宾天文台。
与此同时，对这颗难以捉摸的行星的狂热搜寻带来了一些非常惊人的发现，包括一些可能的矮行星弹弓到达太阳系的外部极限，以及一大堆的气态巨卫星。
因此，无论九号行星是否存在，这场争论本身对于科学来说都是令人惊奇的——它带来了我们可能不会发现的发现。
该研究已发表在预印本网站上arXiv.org。
编者注（2021 年 2 月 17 日）：布朗现在发表了对研究人员研究的反驳，即可以在这里阅读。
