故事還要從 1781 年說(shuō)起，" 業(yè)余 " 天文學(xué)家威廉 · 赫歇爾自家的庭院中疑似發(fā)現(xiàn)了一顆新行星的痕跡。1783 年，經(jīng)過(guò)拉普拉斯的確認(rèn)，這是一顆新的行星——天王星。到了 1785 年，年輕的數(shù)學(xué)家布瓦爾到巴黎謀生，最終在 1794 年遇到了拉普拉斯。當(dāng)時(shí)的拉普拉斯正在完成自己的巨著《天體力學(xué)》，其中有非常多需要計(jì)算的內(nèi)容，布瓦德便進(jìn)行這樣的工作。在隨后的日子里，布瓦德發(fā)現(xiàn)了八顆新的彗星，并出版了木星土星以及天王星的星表。

不過(guò)，布瓦德很快就發(fā)現(xiàn)了事情的不對(duì)勁：根據(jù) 1781 年以后觀測(cè)所計(jì)算的天王星軌道與之前的觀測(cè)并不吻合（以前人們也有觀測(cè)到，但并不知道這是天王星），而修正之后的軌道又很快偏離了軌道。布瓦德制作了一個(gè)由 77 個(gè)方程組組成的系統(tǒng)，仍然無(wú)法修正這種誤差。因此，布瓦德認(rèn)為，一定是有一個(gè)天體在外面影響到了天王星的運(yùn)行。之后就是大家熟悉的故事了，在布瓦德去世 3 年后，1846 年，勒維耶與亞當(dāng)斯經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系第八顆行星——海王星。因此海王星又被稱(chēng)為：筆尖下的行星。

圖 1 亞當(dāng)斯與勒威耶

可很快，天文界又發(fā)現(xiàn)了新的問(wèn)題：海王星不能完全解釋天王星的軌道異常，因此，應(yīng)該還有一顆行星的存在。天文學(xué)家的視野向海王星之外望去，尋找更遠(yuǎn)的行星！

新的行星的尋找并不輕松。在 19 世紀(jì)的后 50 年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了各種能夠證明新行星存在的證據(jù)，甚至人預(yù)測(cè)出了新的行星的軌道與周期，但人們始終沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的行星的蹤跡。時(shí)間來(lái)到 1906 年，原定于致力于觀測(cè)火星生命的洛厄爾開(kāi)始致力于尋找新行星，他稱(chēng)這個(gè)行星為行星 X。1915 年，洛厄爾在經(jīng)過(guò)十年運(yùn)算后給出了自己所認(rèn)為的行星 X 軌道的要素，但是仍然沒(méi)有在預(yù)定的區(qū)域發(fā)現(xiàn)。到了第二年，洛厄爾便離開(kāi)人間了。洛厄爾去世讓 X 行星的尋找陷于停滯，到了 1925 年，洛厄爾的弟弟向天文臺(tái)贊助了一臺(tái)330 毫米的望遠(yuǎn)鏡，借助于這個(gè)望遠(yuǎn)鏡，X 行星的探測(cè)再度開(kāi)始。

圖 2 洛厄爾天文臺(tái)的 13 英寸（330 毫米）望遠(yuǎn)鏡

1929 年，天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)將這個(gè)任務(wù)交給了年紀(jì)輕輕的克萊德 · 湯博。湯博的工作可以稱(chēng)得上是簡(jiǎn)單枯燥——通過(guò)眨眼比較器來(lái)比對(duì)不同夜空照片之間的差異。到了 1930 年初，他已經(jīng)比對(duì)了將近 200 萬(wàn)顆恒星的照片，最終在 1 月 29 日和 23 日之間拍攝的底片上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)移動(dòng)的物體，再三確認(rèn)之后，湯博認(rèn)為這便是 X 行星。3 月 13 日，天文臺(tái)在洛厄爾誕辰 75 周年之際宣布發(fā)現(xiàn)了新的行星，與洛厄爾之前所預(yù)測(cè)僅差了 5.9°，滿(mǎn)足了洛厄爾對(duì)于 X 行星軌道的預(yù)測(cè)。最終，這顆行星被命名為冥王星。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，在洛厄爾去世之前，天文臺(tái)就已經(jīng)拍攝到了冥王星的蹤跡，但是當(dāng)時(shí)人們并沒(méi)有從數(shù)以萬(wàn)計(jì)的照片中將其篩選出來(lái)。

圖 3 發(fā)現(xiàn)冥王星拍的照片

對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)，到這里已經(jīng)可以開(kāi)香檳了。但是上輩子當(dāng)過(guò)香檳的同學(xué)們都知道，沒(méi)有萬(wàn)全確定就冒然開(kāi)香檳往往是半場(chǎng)開(kāi)香檳。畢竟這個(gè)時(shí)候人們對(duì)于冥王星了解仍不夠。

冥王星一被發(fā)現(xiàn)，人們就開(kāi)始懷疑冥王星是不是可以擔(dān)當(dāng) X 行星的位置：因?yàn)?strong>冥王星看起來(lái)非常小，亮度也比洛厄爾預(yù)測(cè)的低了六等，支持者認(rèn)為這可能是反射率過(guò)低導(dǎo)致的，反對(duì)者認(rèn)為這就是小行星甚至是彗星。

不過(guò)歷史的走向最終讓支持者越來(lái)越失望。一開(kāi)始它的質(zhì)量估計(jì)和地球差不多；到了 1976 年，通過(guò)對(duì)冥王星反照率的計(jì)算，它的質(zhì)量只有地球的 1% 了；1978 年，冥王星的衛(wèi)星卡戎被發(fā)現(xiàn)，通過(guò)卡戎天文學(xué)家計(jì)算出了冥王星的質(zhì)量只有地球的 0.2%。還有一個(gè)重要的問(wèn)題是，冥王星的衛(wèi)星卡戎的體積與質(zhì)量相對(duì)來(lái)說(shuō)非常大，二者甚至可以互為潮汐鎖定，按理來(lái)說(shuō)，這對(duì)于冥王星的升交點(diǎn)經(jīng)度和軌道傾角都會(huì)造成影響。這樣一來(lái)新的問(wèn)題就出現(xiàn)了，為什么之前計(jì)算出的是正確的？

顯然，還有新的行星在影響天王星的軌道。

1978 年之后，一些天文學(xué)家繼續(xù)尋找洛厄爾的行星 X，另一些則認(rèn)為 X 行星不存在。1992 年 7 月，E. Myles Standish 使用旅行者 2 號(hào)飛躍海王星的數(shù)據(jù)將海王星的質(zhì)量下調(diào)了 0.5%。0.5% 的差異雖然不多，但天王星軌道的差異已經(jīng)對(duì)于行星 X 的需求都消失了。另外，旅行者號(hào)等探測(cè)器也尚未發(fā)現(xiàn)大型天體的引力。看來(lái)，洛厄爾的 X 行星真的不存在。

可以開(kāi)香檳了嗎？再等一等！

1992 年 8 月，15760 Albion被發(fā)現(xiàn)，這是冥王星之后的第一個(gè)外海王星天體。15760 Albion 開(kāi)啟了外海王星天體被發(fā)現(xiàn)的序幕，到目前為止，已經(jīng)有上千個(gè)外海王星天體被發(fā)現(xiàn)。這些天體大部分位于距離太陽(yáng) 30-50 天文單位的帶狀區(qū)域中，天文學(xué)家將此命名為柯伊伯帶。2005 年，天文學(xué)家麥克 · 布朗（Michael E. Brown）宣稱(chēng)發(fā)現(xiàn)了一顆比冥王星還大的外海王星天體，這一天體后來(lái)被命名為鬩神星。鬩神星的發(fā)現(xiàn)引發(fā)天文學(xué)家對(duì)于行星定義的討論，最終在 2006 年，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)對(duì)行星進(jìn)行了定義，其中最重要的也是最具爭(zhēng)議的一條是：必須清除軌道附近區(qū)域的小行星，公轉(zhuǎn)軌道上不能有比它更大的天體。根據(jù)這個(gè)定義，冥王星和鬩神星都被定義為矮行星。布朗稱(chēng)自己為 " 冥王星殺手 "，并在 2010 年出版了自己的回憶錄《How I Killed Pluto and Why It Had It Coming》。有意思的是，2010 年，通過(guò)掩星觀測(cè)，鬩神星要比冥王星小一些，這樣曾經(jīng)宣稱(chēng)鬩神星一定比冥王星大的布朗有些尷尬，他對(duì)此發(fā)表了自己的評(píng)論（參考文獻(xiàn)的兩個(gè)網(wǎng)址）。

圖 4 鬩神星，是如此的模糊與不起眼

雖然布朗 " 殺死了 " 冥王星，但卻開(kāi)啟了新的 X 行星的魔盒。2003 年，布朗與拉比諾維茨（David Rabinowitz）以及特魯希略（Chadwick A. Trujillo）發(fā)現(xiàn)了一顆編號(hào)為 2003VB12 的天體，這一天體后來(lái)被命名為塞德娜。塞德娜的軌道十分夸張，近日點(diǎn)為 76 天文單位，遠(yuǎn)日點(diǎn)為 937 天文單位，與一般的行星相比，塞德娜的軌道是非常異常的，這引起了天文學(xué)家們的興趣。布朗和同事們認(rèn)為，影響塞德娜軌道形成的原因可是柯伊伯帶外看不見(jiàn)的行星或者太陽(yáng)系形成早期的其他恒星。或許是之前尋找 X 行星的歷程已經(jīng)成為天文學(xué)家的信仰，布朗將更多的精力放在了行星假設(shè)上并提出了" 第九行星 " 的假設(shè)。

圖 5 塞德娜的軌道（紅色）與冥王星的軌道（紫色）

2012 年，天文學(xué)家對(duì) 92 個(gè)柯伊伯帶天體進(jìn)行建模時(shí)，發(fā)現(xiàn)了其中六個(gè)天體（塞德娜 , 2012 VP113, 2004 VN112, 2010 GB174, 2007 TG422 和 2013 RF98）的軌道存在異常，這些行星的近日點(diǎn)在經(jīng)度上非常接近，而且都有相對(duì)于黃道的軌道傾斜并且近似共面，而且由于是六個(gè)天文望遠(yuǎn)鏡六次不同調(diào)查發(fā)現(xiàn)的，因此天文學(xué)家們排除了觀測(cè)偏差的影響。通過(guò)計(jì)算，布朗認(rèn)為這種情況只有 0.007% 的概率是偶然的，換句話說(shuō)，這幾乎必然受到了外力的影響。

圖 6 六個(gè)海王星外天體軌道與預(yù)測(cè)的 " 第九行星 " 的軌道

布朗與同事巴蒂金（Konstantin Batygin）對(duì) " 第九行星 " 的軌道進(jìn)行的估計(jì)：離心率為 0.2-0.5，半長(zhǎng)軸為 400-800 天文單位，質(zhì)量可能為地球的 10 倍。不過(guò)，他們目前仍然沒(méi)有在計(jì)算好的位置上發(fā)現(xiàn) " 第九行星 "。在布朗看來(lái)，我們需要更多的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行巡天并且需要公眾參與進(jìn)來(lái)，才能最終發(fā)現(xiàn)這顆孤零零的行星。歷史就是這樣的神奇，埋葬了洛厄爾的 X 行星的人開(kāi)啟了新的 X 行星的搜尋歷程，但愿他不要變成另一個(gè)洛厄爾。

雖然對(duì)于 " 第九行星 " 的存在，仍有許多天文學(xué)家質(zhì)疑，但是在對(duì)歷史有所了解的巴蒂金看來(lái) : 我們絕不能認(rèn)為我們知道了太陽(yáng)系的一切并且沒(méi)有什么是我們不知道的了。畢竟，上一個(gè)說(shuō)過(guò)類(lèi)似的話的人（開(kāi)爾文）現(xiàn)在還被釘在物理學(xué)史的 " 恥辱柱 " 上。