一顆在336光年外雙星的不太可能軌道上的行星，可能為一個離家更近的謎團提供了線索：一個假設的、遙遠的天體在我們的太陽系中被稱為"第九號行星"。
圖註：如這張插圖所示，這顆11顆木星質量的系外行星被稱為HD 106906b，它繞著336光年遠的雙星佔據了一個不太可能的軌道。 這是天文學家第一次能夠測量到一個巨大的類似木星的行星的運動，該行星的運行距離其宿主恆星和可見的碎片盤很遠。
這是天文學家第一次能夠測量到一個巨大的類似木星的行星的運動，該行星的運行距離其宿主恆星和可見的碎片盤很遠。該盤類似於我們海王星以外的小而冰冷的天體。在我們自己的太陽系中，可疑的第九行星也將在類似的奇怪軌道上位於柯伊伯帶之外。儘管我們還沒有直接證據證明第九行星存在，但這種系外行星的發現證明了這種奇數球軌道是可能的。
該論文的主要作者，加州大學伯克利分校的Meiji Nguyen解釋說：「該系統可能與我們的太陽系進行了獨特的比較。」 「它與偏心且高度失準的軌道上的主恆星相距甚遠，就像對'第九號行星『的預測一樣。這就引出了這些行星如何形成和演化為最終結構的問題。」
這個氣體巨星所在的系統只有1500萬年的歷史。這表明我們的第九行星——如果確實存在的話——可能在我們擁有46億年歷史的太陽系的演化中很早就形成了。
極端軌道
2013年，在智利阿塔卡馬沙漠的拉斯坎帕納斯天文臺用麥哲倫望遠鏡發現了11顆質量為木星的系外行星HD 106906 b。但是，天文學家對行星的軌道一無所知。這僅需要哈勃太空望遠鏡能做的事情：以非常精確的方式收集流浪者在14年內的運動的非常精確的測量值。該團隊使用了哈勃檔案中的數據，為這項議案提供了證據。
系外行星離其年輕的宿主恆星非常遙遠，比地球距太陽的距離大730倍，即近68億英裡。如此巨大的分離使得在如此短的哈勃觀測時間內確定15,000年的軌道變得非常困難。鑑於遙遠的母恆星的引力減弱，行星沿著其軌道的蠕變非常緩慢。
哈勃望遠鏡團隊驚訝地發現，遙遠的世界有一個極端的軌道，該軌道非常偏離，拉長並且位於圍繞系外行星雙生主恆星的碎片盤的外部。碎片盤本身看起來非常不尋常，可能是由於任性行星的引力拖拽造成的。
圖註：這張哈勃太空望遠鏡的圖像顯示了雙星HD 106906周圍的環境。在這裡，這些恆星發出的明亮光被掩蓋，可以看到系統中的微弱特徵。恆星的星際盤不對稱且扭曲，這可能是由於慣性行星HD 106906b的引力拖船造成的，該行星處於非常大且細長的軌道中。它是怎麼到達那裡的？
那麼系外行星是如何到達如此遙遠而奇怪的傾斜軌道的呢？普遍的理論是它的形成離恆星更近，大約是地球到太陽距離的三倍。但是，在系統氣體盤中的阻力導致行星的軌道衰減，迫使其向恆星對向內遷移。然後，旋轉的雙星產生的引力作用將其推向一個偏心軌道，該偏心軌道幾乎將其拋出系統，並進入星際空間。然後，來自系統外部的一顆恆星穩定了系外行星的軌道，並阻止了它離開其母系。
利用歐洲航天局蓋亞調查衛星的精確距離和運動測量結果，智利聖地牙哥聖地牙哥歐洲南方天文臺的成員羅伯特·德·羅莎（Robert De Rosa）和加利福尼亞大學的保羅·卡拉斯（Paul Kalas）在2019年確定了候選恆星。
圓盤混亂
在2015年發表的一項研究中，卡拉斯領導的一個團隊發現了失控行星行為的間接證據：該系統的碎片盤極不對稱，而不是像圓形「比薩餅」分布。圓盤的一側相對於另一側被截斷，並且它在垂直方向上也受到幹擾，而不是像在恆星的另一側看到的那樣局限於狹窄的平面。
「想法是，每當行星接近最接近雙星時，它就會攪動盤中的物質。」德·羅莎解釋說， 「因此，每當行星通過時，它都會截斷磁碟並將其推向一側。這種情況已經在該系統處於類似軌道的情況下進行了該系統的仿真測試，這個場景已經通過模擬這個系統在類似軌道上進行了測試——那是在我們知道行星的軌道之前。」
「這就像到達車禍現場，而您正在嘗試重建發生的事情。」 卡拉斯解釋說，「是經過的恆星擾動了行星，然後行星又擾動了圓盤嗎？是中間的雙星首先擾動了行星，然後又擾動了圓盤嗎？還是過時的恆星同時幹擾了行星和磁碟時間？這是天文學的偵探工作，收集了我們所需的證據，以弄清這裡發生的事情的一些合理的故事情節。」
圖註：這張哈勃太空望遠鏡的影像顯示了11個木星質量系外行星HD 106906b的一個可能的軌道（虛線橢圓）。 這個遙遠的世界與它的宿主恆星相距甚遠，這些恆星的燦爛光芒在這裡被掩蓋，以便可以看到這個星球。該行星位於其系統的星際碎片盤外，類似於我們自己的海王星以外的小冰冷天體柯伊伯帶。圓盤本身是不對稱且變形的，這可能是由於任性行星的引力拖曳所致。圖像中的其他光點是背景恆星。
第九號星球的代理？
HD 106906 b的怪異軌道的這個場景在某些方面與可能導致假想的第九號行星最終進入我們太陽系的外緣，遠遠超出了其他行星的軌道，遠遠超出了柯伊伯帶帶。行星九可能形成於太陽系內部，被與木星的相互作用踢出去。然而，木星——我們太陽系中眾所周知的龐然大物——很可能把行星九號拋得遠遠超出冥王星。通過恆星可能通過推動軌道路徑遠離木星和太陽系內部的其他行星，從而穩定了被踢出的行星的軌道。
卡拉斯說：「就好像我們有一臺用於自己的行星系統的時光機可以追溯到46億年前，看看當我們的年輕太陽系動態活躍並且一切都被顛簸並重新排列時，會發生什麼。」
迄今為止，天文學家僅對第九行星有間接證據。他們發現了海王星以外的一小群天體，與太陽系的其餘部分相比，它們以不尋常的軌道運動。一些天文學家說，這種結構表明這些物體是由一個巨大的、看不見的行星的引力拉在一起的。另一種理論是，沒有一個巨大的擾動行星，而是這種失衡是由於多個更小物體的綜合引力影響所致。另一個理論是第九行星根本不存在，較小天體的聚集可能只是統計異常。
韋伯望遠鏡的目標
科學家使用美國宇航局即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡計劃獲取HD 106906b上的數據，以詳細了解地球。「您可能會問的一個問題是：這顆行星周圍是否有自己的碎片系統？每次靠近宿主恆星時，它都會捕獲物質嗎？您將能夠利用韋伯太空望遠鏡的熱紅外數據對其進行測量，」德羅莎說，「此外，就幫助理解軌道而言，我認為韋伯對於幫助確認我們的結果將是有用的。」
由於韋伯對較小的土星質量行星敏感，因此它可能能夠檢測出從該行星系統和其他內部行星系統射出的其他系外行星。 Nguyen解釋說：「有了韋伯太空望遠鏡，我們可以開始尋找既古老又隱藏的行星。」 韋伯太空望遠鏡獨特的靈敏度和成像功能將為檢測和研究這些非常規行星和系統開闢新的可能性。
該小組的發現發表在2020年12月10日的《天文雜誌》上。