太陽系的第九行星真的存在嗎？第九行星可能是海市蜃樓

太陽系外圍小天體軌道上的神秘圖案，可能來自一個由冰屑組成的巨大圓盤的重力，而不是一個未被發現的巨大世界。

大約4年前，安·瑪麗·麥迪根首次提出，可能有一個未被發現的巨大行星潛伏在冥王星軌道之外，她既興奮又表示懷疑。發現未知行星的證據一直（過去到現在）是偶然的：已知的太陽系外圍小物體軌道上有奇怪圖案。支持第九行星（冥王星不再歸入太陽系的行星計數）的人說，這種模式可能受該世界巨大引力影響而產生。現在，科羅拉多大學博爾德分校的天體物理學家麥迪根，想知道現在是否還有其他一些毫無說服力的解釋。當時，她正研究恆星在超大質量黑洞周圍旋轉時，如何相互撞擊而進入不同軌道。她有理由相信自己的工作可以應用於繞太陽公轉的微小物體。

麥迪根如今十分謙虛，已經和她的合作者找到了一種完全不同往常的理論，來解釋外太陽系的奇怪之處：遙遠的冥王星之外，一個漫散雜亂的（迄今為止，基本上是假想的）冰碎片盤的集體引力，可能會改變我們很容易看到的遙遠天體軌道，其方式類似於大行星的影響。這樣的磁碟將由數百萬個小物體組成，其中，大多數都是很久以前太陽系形成中遺留下來的。

麥迪根說：「我們正在做的，就是考慮所有這些小物體之間的重力。事實證明，將引力包括在內非常重要。」她認為，只要假定的圓盤在十億年左右的時間內，具有數倍於地球的質量，那它的組成部分之間的微小引力相互作用，就能以另一種方式塑造出跨冥王星的外太陽系，而第九行星則無法解釋這一現象。這種效果有點像諺語所說的「蝴蝶效應」：蝴蝶拍動翅膀，結果引發了遠方的風暴。

麥迪根和她帶的研究生亞歷山大·茲德裡克，在預列印伺服器arXiv.org上發布的兩項新研究中，進一步發展了他們的理論。其中一項新研究發表於《天文學雜誌》，解釋集體引力如何在數十計物體中看到相同種類的傾斜軌道和聚集軌道，物體距離是地球與太陽之間距離的250倍，其他人將其歸因於第九行星。另一項研究發表於《天體物理學雜誌快報》，他們說只要有足夠時間，集體引力還可以解釋遙遠軌道上某些物體繞太陽旋轉時如何移動，這也是未知星球存在的證據。

麥迪根及其小組的工作，使得太陽系真實歷史的另一幅圖畫開始浮現。早期，木星，土星，天王星和海王星在緊湊有序的軌道上聚結，離恆星更近一些，由於引力相互作用，恆星之後才向外遷移。這些行星世界那時會被一大堆剩餘碎片包圍，而這些碎片卻從未找到自身行星化的路，最終巨型行星將碎片冰團向外踢出。大多數人被排斥在麥迪根所說的「原始分散盤」中，超出現今冥王星的範圍。麥迪根建議說，盤中質量可能比其他研究人員通常認為的質量要大得多。冷團以遠離圓形軌道的方式推進環中，構成一個不穩定的系統，就像一個搖搖欲墜不穩定的陀螺。該系統在逐漸構成更穩定構型的同時，施加了引力作用，與其他軌道共享相似平面和方向。當然，這種構造基本上反映出，人們對未發現的大型外行星隱藏引力之手的期望。

麥迪根說，「集體引力可以提供所有關鍵的觀測特徵，這意味著你不需要任何新東西。我認為奧克姆剃鬚刀會讓你相信，這是比第九行星更簡單的解決方案。」

自2016年初，他們發表有關該主題的研究假設引起轟動以來，加州理工學院的天體物理學家邁克·布朗和康斯坦丁·巴蒂金，一直是第九行星假說的兩個最主要支持者，而且他們也一直在為世界是否存在而爭論不休。為了與最新觀察結果相吻合，研究人員認為，第九行星的質量必須是地球的五至十倍才行，並且其位置必須是行星距太陽距離的四百至八百倍，這更接近他們最初的想法。

巴蒂金說，他對麥迪根提出的遙遠碎片環想法很感興趣。但他不認為那是太陽系的樣子。他說：「如果有這樣一個環停在（離太陽很遠的地方），那麼早期太陽系穩定就會出現問題，因為太陽系是由恆星簇形成的。來自過往恆星的擾動會弄亂這個環，它們將破壞太陽星的連貫性，使它分散。」

麥迪根在新模擬中解決了這個問題，並仔細調整了時間。要是早期太陽系離開恆星孕育室，而且巨型行星也形成之後，散盤組裝可能會長存。這種調整並非無關緊要，準確模擬碎片盤的集體引力，需要追蹤數百億年來數以千計的顆粒，如何使顆粒漂浮於計算機模型運動中並與之作用。麥迪根說，這項任務比單一行星建模影響要艱巨得多，在某種程度上，這就是為什麼她及其團隊似乎常常比第九行星代表隊落後一步。

迄今為止，與第九行星比較而言，麥迪根的想法並未得到科學界的太多關注。但隨著望遠鏡對這顆行星的搜索仍然一無所獲，這種情況可能即將改變。她說：「我們仍然掌握很少證據，但是情況正逐步進展。太陽系中，集體引力尚未得到真正研究。該領域才剛剛起步。」

至少有兩個研究小組也開始研究各種引力效應和動力學，以替代第九行星。類似地，它們要麼是由巖質天體組成的盤狀物，要麼較大天體的一小部分，其數十億年前的引力影響，也可能動搖了早期太陽系，從而形成了特殊的跨冥王星碎片軌道。