假設的海王星外行星
此條目介紹的是關於海王星外行星包含已推翻假設在內的整個探索史。關於在2014年左右提出的假設行星具體概念，請見「第九行星」。此條目頁的主題是假想推測行星。關於已知的海王星外非行星天體，請見「海王星外天體」。假設的海王星外天體自從1846年發現第八顆行星海王星之後，就有人不斷的在猜想是不是還有在海王星軌道外側的行星存在着。歷年來，在海王星軌道外側的區域發現了形形色色想像中的天體，並且曾經幾乎被確認為可能是海外行星。
命名法
編輯雖然在歷史上曾經改變過行星的數目（特別是穀神星或其它一些小行星曾經被當成行星），繼天王星與海王星之後成為「第九顆行星」，而第九顆行星和第十顆行星一般都被當成是假設中的在海王星外的行星。
歷史
編輯1846年至1930年：搜尋第九顆行星
編輯X行星的假設，最早來自19世紀晚期的羅威爾。因為海王星的觀測位置與理論預計的位置並不完全吻合，羅威爾認為在海王星之外還有第五顆類木行星，這是存在着第九顆行星最早的基礎。當羅威爾假設X行星時，X的意思是未知的，並不是羅馬數字的第十；冥王星（在2006年前被視為第九顆行星）被發現之後，X行星被用來解釋外行星軌道被查覺的異常現象。航行者2號於1989年掠過海王星時對其質量進行了更精確測量，發現之前的海王星質量被高估了0.5%。使用新的海王星質量重新計算海王星和天王星之間的攝動，完全解釋了海王星的軌道[1]，不再需要一顆額外的行星來解釋，因此在1990年代假設的行星便消聲匿跡了。
1930年至2006年：搜尋第十顆行星
編輯從1930年冥王星被發現，至2006年正式為行星下定義，天文學家和一般大眾都不斷推測第十顆行星的存在。第十顆行星經常出現在科幻作品，而且媒體也經常對新發現的海王星外天體（TNO）進行報導。
古柏帶的發現，使天文學家對第十顆行星的期望越來越高，很可能真的會有一顆天體被授予第十顆行星的頭銜，而最有可能的是某一顆類似冥王星的天體。2003年發現的TNO136199 （鬩神星）是成為第十顆行星最有可能的候選者，但是2006年的國際天文聯會年會定義了行星這個名稱，將它歸類為矮行星。
2006的行星重定義將冥王星從行星的名單中剔除，鬩神星也不可能以軌道優勢的原則躋身為第十顆行星。如果沒有其他定義上的變動，符合標準的任何對象將會被分類為第九顆行星，而不是第十顆行星。
基於現代的太陽系形成理論，一些天文學家相信大小如同火星的繞日天體仍有可能被發現。其中如果有合於2006年行星重定義的天體，它將會是第九顆行星。[2]目前，仍沒有合於這樣條件的天體被發現；截止到2011年2月之前，亦沒有任何被假設存在的天體具有成為潛在行星的實力。2016年1月，加州理工學院的研究者發現疑似第九大行星存在的證據。研究者發現已知的古柏帶天體軌道分佈表明這些天體極有可能受到一顆大行星的引力作用，推斷在海王星外存在一顆未發現的大行星。[3][4][5]
2014年發行的《天文物理期刊》指出，WISE排除了在10,000天文單位有土星大小的物體，及至26,000天文單位（0.4光年）內木星大小或更大的物體的可能性。
2014年皇家天文學會每月報告中的一篇論文指出，外太陽系中至少還有兩顆比地球還要大的行星。
曾經發現的候選者
編輯克萊德·湯博
編輯自從克萊德·湯博在亞利桑那州羅威爾天文台（Arizona's Lowell Observatory）發現冥王星後已經經過數十年。但是許多天文學家從來沒有放棄去尋找太陽系中第十顆更遠的行星；因為第八顆行星運行軌道的不規則，激發了科學家這種念頭，他們猜想可能就是那神秘行星X（Planet X）的重力作用，才使得海王星的軌道不規則。但到現在為止，所有希望證實行星X的努力全部失敗。
1972年，一個加州大學的科學家宣稱他可能終於找到那令人迷惑的行星X了。勞倫斯·利佛摩實驗室（the Lawrence Livermore Laboratory）的約瑟夫·白萊地（Joseph L. Brady）寫了一篇文章，登載在太平洋天文學會雜誌（The Journal of the Astronomical Society of the Pacific）上面，他描述了這第十顆行星距太陽的距離和它現在在天空中的位置。他這次「發現」並不是觀察到一張照相底片，而是分析哈雷彗星在接近太陽時奇怪的行徑推求得到的。
白萊地尋查了幾乎在一千七百年以前的歷史觀察資料，發現了一個奇特的不規則現象：每次哈雷彗星最接近太陽的日子，總比預測的早或晚至四天。這種變化顯示，可能有一個未知的力量，影響了這彗星的運動。這可不可能是比冥王星更遠的行星的重力作用造成的呢？
四年之中，白萊地不斷地將十顆行星太陽系的數學模型輸入至計算機內，以尋找一個尚未發現的、而且會引起哈雷彗星軌道不規則性的行星的特性。漸漸地，計算機描繪出行星X的大概：它有土星（第二顆最大的行星）三倍的質量大，離太陽將近六十億英里遠（比冥王星軌道的1.5倍還要長），完成繞太陽一週的運動約需 464 年，它運行軌道的平面比一般行星運動的平面傾斜六十度，最奇怪的一點是：它繞太陽旋轉的方向與所有其他的行星相反。
為了要說服懷疑論者，白萊地已經又開始做更多的計算工作去驗證行星X對已知太陽系外圍行星軌道可能產生的重力作用。然而，真正有效的辦法必須是看得見的──一張行星X的照片。因為它距太陽很遠，它只會反射少量的光；而且白萊地的計算顯示，這行星現在正位於仙后座，而那裏正雜亂散佈着許多星星，我們很難找到行星X。[6]
塞德娜（Sedna）和創神星（Quaoar）
編輯在2000年代的早期，兩顆被發現且夠大的TNO，雖然沒有在科學界引起足夠成為行星的重視，但迅速的被媒體稱為第「十顆行星」。創神星是在2002年被加州理工學院的科學家發現的，雖然明顯地比冥王星還小，但在發現時確實是當時第二大的TNO。
另一個天體塞德娜是在2004年發現的，當時它是太陽系內所知最遙遠的天體。因為它的位置比被認為是太陽系形成早期被行星散射而成的古柏帶 －彗星的來源－ 還要遙遠，而被推測為奧爾特雲的成員。塞德娜的大小被認為是介於冥王星和創神星之間。
鬩神星
編輯被稱為鬩神星的海王星外天體是在2005年初期從2003年的影像資料中發現的[7]。經由哈勃太空望遠鏡的觀測，他的大小被推斷為2398公里，比冥王星大了4.81%，因而在2006年被認為是顆行星[8]。由於鬩神星的距離過於遙遠，這個大小不是直接測出的，而是根據它能吸收到的陽光所能提供的溫度和反射能力估計的。不僅許多媒體都對外報導鬩神星是太陽系的第十顆行星，連美國太空總署在當時都支持這樣的分類[9]。
鬩神星的一位發現者注意到，如果冥王星被認為是一顆行星，那麼這顆新發現且更大的也該是顆行星[10]。當時被發現在古柏帶上與冥王星有着相似軌道的TNO天體至少已經有700顆，不過鬩神星有着高傾斜角（44°）的軌道。不同於冥王星的是，鬩神星不是位在古柏帶上，或是傳統上所認知的行星重心所在的軌道平面，因此它還是異於冥王星的。最後，鬩神星被歸類於新設立的矮行星，它的發現也是冥王星被重新歸類為矮行星的主要原因。
堤喀
編輯路易斯那大學拉斐特分校的兩位天體物理學家約翰·馬泰塞（John Matese）與丹尼爾·惠特邁爾（Daniel Whitmire）在2011年2月公佈，他們主張在太陽系奧爾特雲內應有一顆氣體巨行星，命名為堤喀[11]（Tyche）[12]，名字源於希臘神話中的命運女神。堤喀的繞日軌道據推測約為冥王星軌道的375倍，即15000天文單位。據估計，它的質量為木星的四倍，表面溫度約為-73°C[13]。但於2014年經美國太空總署廣域紅外線巡天探測衛星（WISE）觀察後已排除這可能。
曾被建議的名稱：泊瑟芬（Persephone）或普洛塞庇娜（Proserpina）
編輯傳統上，太陽系的主要天體都以希臘或羅馬的神來命名，在76年前，當時所知太陽系最外層的行星－冥王星（Pluto），相當於希臘的冥王黑帝斯（Hades），就是這樣子以羅馬的神命名的。因此泊瑟芬（中文意義是冥府女王或冥后）是最常被建議給這一顆可能成為新行星的天體的名字。冥府女王泊瑟芬是黑帝斯的妻子，因此很適合做為第十顆行星的名字。
這個名字早在1899年（在1930年發現冥王星之前）就已經被第399顆小行星使用了；依據國際天文聯會的小天體命名委員會為小行星命名的原則 －有一項政策是反對天體的名稱太相似，將海王星外天體命名為泊瑟芬是不太可能的。
另一個可供選擇的提案是命名為普洛塞庇娜（Proserpina）－冥王的妻子；但是這個名字也在1853年就被第26號小行星取用了，與泊瑟芬一樣違反了提名的原則，雖然有些小行星的名字和外行星的衛星共享。
泊瑟芬的母親 －狄蜜特（ Demeter）和冥后的母親 －刻瑞斯（ Ceres ）也都已經分別命名第1108號小行星和穀神星（狄蜜特還曾經被非正式的做為木衛十（ Lysithea ）的名字）。參閱古希臘的埃勒夫西斯神話可以更清楚的了解希臘和羅馬神話之間的關係，在歷史上令人好奇的是，在17世紀時，刻瑞斯和泊瑟芬曾經一度被當成地球和月球的名字。
當前搜索新行星的重點
編輯古柏帶和離散盤
編輯可以說古柏帶和離散盤的搜索的確一度讓人們發現了新的行星，即古柏帶的冥王星和離散盤的鬩神星，但最終都歸於矮行星。隨着一系列海王星外大型天體的發現，它們的分佈規律也逐步了解清楚：古柏帶和離散盤的星體相互間結構相似，距離相當（30～100天文單位），較大星體應有較高亮度和可探測的運動。因此，隨着對海外星體的深入觀察，新的較大星體或者很快被發現，或者數十年內就能證實較大天體已經探索窮盡。事實上，2002～2003年是發現海外大星體的高峰年，之後就逐年減少，可見較大星體的發現過程已接近尾聲，連續數年對較大天體的零發現將確證這一海外區域的主體構成。
奧特雲
編輯奧特雲是長週期彗星的源頭，它是凝聚成太陽系的巨大星雲的外圍部分，這些稀薄的星雲物質早已凍結成冰石塊，被太陽引力束縛而仍停留在1光年範圍內，在廣闊空曠的黑暗中緩慢運行。這裏沒有巨大的引力牽引促使它們凝聚，但也沒有巨大的引力潮汐防止它們凝聚，或許它們在無數次碰撞中最終形成了巨大星體和壯觀的衛星系。由於它們太遙遠，也就太神秘，因此充滿想像的空間：從認為這裏只有冰石塊，到小行星，到大行星，再到巨行星，甚至到昏暗的棕矮星，各種猜測各種理論激發着新的想像和探索。
目前發現的較大的特殊星體塞德娜，其近日點遠超其它所有已知海王星外天體，遠日點很接近奧特雲邊界，很可能它是奧特雲龐大家族的冰山一角。可見奧特雲具備擁有大天體的諸多條件：巨大的總質量、漫長的演化、相當大的使者塞德娜。
如果新星體大小與冥王星相當，看來只能被定義成矮行星；如果它達到地球的級別，必將有可觀的衛星家族，其內部構造和地質活動也將複雜而有序，甚至有可能聚集熱能而擁有大氣、湖泊，或許它在某些程度上類似於木衛四、土衛六或海衛一，更可能具備完全不同於已知的任何星體的景觀，到那時被定義成新行星應該沒有異議。
相關條目
編輯- 第五行星，歷史上曾猜想存在於火星和木星軌道之間的行星。
- 曾經被認為是行星的天體列表
- 科幻中的太陽系外行星，小說中的海王星外天體。
- 太陽系的假設天體列表
- 奧特雲
調查望遠鏡
編輯- 大型綜合巡天望遠鏡(LSST)
- 泛星計劃 (Pan-STARRS)
- 廣域紅外線巡天探測衛星(WISE)
參考文獻
編輯- ^ Standish, E. M. Planet X - No dynamical evidence in the optical observations. The Astronomical Journal. 1993-05, 105: 2000 [2021-03-31]. Bibcode:1993AJ....105.2000S. doi:10.1086/116575. （原始內容存檔於2017-04-03）.
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- ^ Witze, Alexandra. Evidence grows for giant planet on fringes of Solar System. Nature. 2016-01-01, 529 (7586): 266 [2022-10-19]. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/529266a. （原始內容存檔於2022-10-12） （英語）.
- ^ Batygin, Konstantin; Brown, Michael E. EVIDENCE FOR A DISTANT GIANT PLANET IN THE SOLAR SYSTEM. The Astronomical Journal. 2016-01-20, 151 (2): 22 [2020-09-29]. ISSN 1538-3881. doi:10.3847/0004-6256/151/2/22. （原始內容存檔於2021-05-10）.
- ^ 台灣銀禾文化事業有限公司 拜訪太陽的家族-太陽系 1988年3月第四版 審定者:石育民教授
- ^ Astronomers detect '10th planet'. 2005-07-30 [2021-03-31]. （原始內容存檔於2021-05-27） （英國英語）.
- ^ [1][永久失效連結]
- ^ NASA-Funded Scientists Discover Tenth Planet. NASA. [2021-03-31]. （原始內容存檔於2021-05-27） （英語）.
- ^ Astronomers point out 10th planet using Palomar Observatory photos. SignOnSanDiego.com. [2007-12-30]. （原始內容存檔於2009-04-13）.
- ^ 太阳系边缘或发现最大行星 质量为木星4倍. 科學網. 2011-02-15 [2011-02-15]. （原始內容存檔於2019-05-14）.
- ^ Up telescope! Search begins for giant new planet. The Independent. 2011-10-23 [2021-03-31]. （原始內容存檔於2019-03-07） （英語）.
- ^ Search on for Tyche, believed to be largest planet in the solar system. Mail Online. Daily Mail. 2011-02-14 [2011-02-14]. （原始內容存檔於2011-02-15）.
