太阳系第九行星的说法被攻破？科学家新发现推翻以往理论
人类科技发展到了今天，已经有了相当强大的天文观测能力。我们可以看到134亿光年以外的宇宙，可以看到隐藏在星云背后的恒星。可是，对于太阳系内到底是否存在第九大行星，却始终一无所知。这颗隐藏的行星，到底存在吗？
神秘的柯伊伯带
（图片说明：目前天文学领域最热门的话题之一：第九行星到底是否存在？）
显然，如果第九大行星真的存在，它极有可能存在于海王星以外的一片区域——柯伊伯带。柯伊伯带的范围目前并不完全确定，但科学家认为它至少可以从海王星轨道延伸到距离我们50个天文单位的位置。
科学家认为，柯伊伯带有点类似于小行星带，但是范围更加宽广。这里的天体最大直径只有2370公里，也就是我们熟知的冥王星；小的只有差不多1公里，更小的我们很难在地球上观测到。这些天体都是太阳系形成初期时没有能够聚合成行星的失败者，它们大多保持着40多亿年前的模样。
在观测过程中，科学家发现：柯伊伯带天体的轨道都非常扁。以冥王星为例，它最远的时候距离太阳有73亿公里，是日地距离的49.3倍；但最近的时候，它和太阳的距离会缩小到44亿公里，几乎只有远日点的一半，甚至比海王星还要近。
（图片说明：冥王星轨道示意图，其极大的偏心率比八大行星大得多）
更多的观测显示，冥王星的轨道虽然和八大行星相比非常诡异，但在柯伊伯带内却十分常见。数学计算和计算机模拟结果都告诉我们一种原因：海王星在形成时和太阳的距离比现在要近数亿公里，然后在漫长的岁月里迁移到现在的位置，导致柯伊伯带天体轨道变得如此之扁。除了极少数始终位于海王星以外10个天文单位的位置上的隔离之外，其他柯伊伯带天体的轨道都可以用这个理论来解释。
第九行星的暗箱操作？
除了诡异的轨道偏心率之外，科学家们还发现一件有趣的巧合：人类最早发现的那些柯伊伯带天体，几乎就像被安排过一样集中在同一个方向。这是非常奇怪的，如果它们是均匀分布的，我们应该在每个方向都能够发现数量差不多的柯伊伯带天体才对。
那么，既然这些柯伊伯带天体排列得如此一致，到底是出自谁的手笔呢？
（图片说明：柯伊伯带小行星天涯海角，由我国天文学家朱进发现）
自然而然地，有科学家提出：或许是第九大行星在通过自己的引力，束缚了这些小天体。这不是最早让科学家怀疑第九大行星存在的原因，但却是这一代科学家们提出这个理论的主要根据之一。
他们甚至通过这些小天体的运行规律，推算出了第九行星的一些参数：质量是地球的5-10倍，距离太阳300-700个天文单位……到目前为止，已经有多支科研团队发表论文推测其可能出现的位置，但我们始终一无所获。甚至2011年的时候有人宣称找到了这颗行星，其质量是木星的4倍，并且连名字都取好了：幸神星。但最终的结果是，之后没有任何人看见过这颗天体，这个说法也基本宣告是不成立的。
如果我们真的想确定第九行星到底是否存在，就需要对柯伊伯带进行更加深入的观测。
（图片说明：目前人类发射已经飞到柯伊伯带的探测器）
外太阳系起源调查项目
为了研究柯伊伯带，科学家们展开了外太阳系起源调查（Outer Solar System Origins Survey，缩写：OSSOS）项目。
该项目由来自8个国家的40名天文学家组成，利用位于夏威夷的加拿大-法国-夏威夷望远镜（Canada–France–Hawaii Telescope，缩写：CFHT），对柯伊伯带进行着持续的深入观测。在5年的时间里，该团队发现并跟踪了超过800颗新的柯伊伯带天体，使已知的柯伊伯带天体几乎翻了一倍。他们发现的新天体大多直径在几公里到100公里之间，距离太阳40-42个天文单位。
（图片说明：加拿大-法国-夏威夷望远镜）
随着距离的增加，这些天体的观测难度也越大。由于这些天体本身不发光，只能反射太阳光。因此，如果距离增加10倍，其亮度就会下降到原来的1/10000。
更加让人头疼的是，根据开普勒行星定律可以知道，小行星在围绕太阳公转的时候也和行星一样，在远日点运动得极其缓慢。这意味着，它们“一生”之中的大部分时间都位于距离我们非常遥远的位置，更加给人类的观测带来了困难。限于人类现在的观测能力，只有在它们比较距离近日点比较近的时候，我们才能够观测到它们。
（图片说明：OSSOS的第13B观测区域）
正是在意识到这一点后，OSSOS的天文学家们开始认真思考：柯伊伯带天体的那些奇怪的巧合，真的只能来自于所谓的第九行星吗？
天文学上的幸存者偏差
他们指出：我们对于柯伊伯带天体的观测，本来就受到了许多限制。比如：由于地球在公转，在任何时刻我们都只能观测到和地球位于太阳同侧的柯伊伯带天体。所以，我们每年只有一段特定的时间里才能对其中的一部分进行观测。而地基望远镜又经常受到天气的影响，在降水、阴天或者多云天气下，都让我们错失观测的机会。
（图片说明：柯伊伯带）
另外，那些位于银河方向的柯伊伯带天体也很难被观测，因为它们本来就暗，又有大量银河的恒星做背景，所以很容易被这些恒星的光芒淹没。
正是因为这些因素，导致我们观测结果可能出现了巨大的偏差。这个现象，在逻辑学上就是著名的幸存者偏差。幸存者偏差又叫 “沉默的数据”、“死人不会说话” 等，指的是由于统计方法不够客观完整，导致统计结果也出现了偏差。换句话说，我们观测到柯伊伯带天体被束缚在某一个区域，是它们真的被束缚起来了吗？未必，也可能还有大量柯伊伯带天体在其他广阔的区域内大量分布，只是我们没有对那些区域进行同样精确、深入的观测而已。
（图片说明：柯伊伯带假想图）
在找到了这些可能导致观测偏差的因素之后，OSSOS的天文学家们也就可以更好地分析这些因素会在多大程度上影响我们对于柯伊伯带的认识。所以，他们利用计算机重新模拟了柯伊伯带，根据理论分析弥补可能存在的偏差，在最大程度上构建了柯伊伯带的真实形状和结构。
偏差的修正
实际上，OSSOS也发现了一些在“密集区”以外的柯伊伯带天体，这已经比较符合统计学的分布了。而最近的一些发现也显示，所谓的“非密集区”，也有新的柯伊伯带天体被发现。比如暗能量调查（Dark Energy Survey，缩写：DES）项目已经发现了300颗新的柯伊伯带天体，它们的轨道比较分散，并没有靠近在一起。
（图片说明：红色为OSSOS发现的柯伊伯带天体，蓝色为DES发现的，灰色为其他渠道发现的）
这意味着，柯伊伯带天体并不是真的只密集存在于某一个方向，而是在其他位置也有分布，只不过以往我们没有发现、也没有考虑到观测难度带来的观测偏差而已。所以，所谓的第九行星通过引力将柯伊伯带天体束缚在同一个区域的说法也就不攻自破，我们不可能再以此为证据证明第九行星的存在了。
为了更严谨地提出自己的结论，OSSOS的天文学家们又从理论上来解释这个现象。他们发现，几乎所有柯伊伯带天体轨道的巨大偏心率，都可以用现有的观测结果和物理理论来解释，完全不需要借助所谓的第九行星。
对于极少数的例外，他们也没有简单地忽略，而是进行了验证。他们假设了第九行星的存在，构建模型解释了这些例外的天体。但是模拟显示，这个模型应该会导致更多类似的柯伊伯带天体被我们发现，但目前的观测数据显然不符合这个模型。因此，从反证的方法上来说，第九行星的说法也很可能并不成立。
（图片说明：一些科学团队模拟的第九行星轨道）
在神秘的外太阳系，有许多美丽而又摄人心魄的天体等着我们去发现，但我认为第九行星不在其列——里贾纳大学天文学助理教授Samantha Lawler。
总结
第九行星的传言已经不是几年几十年的事了，早在1846年海王星被发现的时候，就有人提出了这个想法。以往我们可以将它没有被发现的原因归结于观测能力的限制，但是随着人类观测技术的不断提升，第九行星存在的可能性也在不断降低。难怪有些科学家明确表示：不论存在与否，第九行星的话题都有可能在5年之内终结。
（图片说明：神秘的第九行星，它真的存在吗？）
人类对于太阳系的了解，实在是非常有限。在半径1-2光年的太阳系内，我们了解的范围不过方圆100亿公里。人类的视野实在太短了，我们必须有更加先进的探测器，才能够看清楚柯伊伯带和更外侧的奥尔特云有什么秘密。这些秘密，恐怕还要再等上几十年才能被解开吧！