在长达23年的跨度里，科学家在红外天空测量数据中发现了九号行星的最佳候选者。这个潜在天体比海王星更大，藏身在距离太阳约700个天文单位的遥远边缘，正等待更多观测来确认其身份。
在两项跨越23年进行的深度红外线天空测量中，天文学家捕捉到了 elusive 的九号行星迄今为止最强有力的候选者。这个神秘的天体，如果真的就是九号行星，它的质量将大于海王星，并且目前距离太阳的距离大约是地球的700倍。
其实，关于我们太阳系内可能存在额外行星的想法，早已不是第一次提出。过去，人们曾用“行星 X”这样的名字来称呼它们。当时，有专家认为，宇宙近邻区域存在这样一颗额外的行星，或许能解释地球上大规模物种灭绝事件中，似乎存在的一种周期性规律。他们推测，也许是某个看不见的行星，将周期性涌入的彗星推向了地球。然而，后来对大规模灭绝事件进行的仔细审视，并未能证实这种所谓的周期性，于是，那个特别的“行星 X”存在的必要性也就消失了。而这，才引出了我们现在所说的九号行星。
九号行星的概念，与之前的“行星 X”并无关联。它是由加州理工学院的 Michael Brown 和 Konstantin Batygin 在2016年提出的，用来解释 Kuiper Belt 中一些天体，例如 Sedna，轨道上出现的异常聚集现象。根据他们的设想，这颗九号行星的质量将大于地球，并且在一个高度偏心的轨道上运行，使其距离太阳数百个天文单位。(一个天文单位等于地球到太阳的距离)。如此遥远的距离，使得它极难被探测到。
然而，科学家们预期，九号行星在中红外和远红外光下会比在可见光下显得更亮。
正是基于这一点，来自台湾国立清华大学的天文学家 Terry Long Phan 带领一个团队，深入挖掘了两个远红外全天空测量的数据档案，全力搜寻九号行星的踪迹。令人难以置信的是，他们确实发现了一个可能就是九号行星的天体！
这些数据，来自于两颗重要的红外线天文卫星。第一颗是红外天文卫星 (IRAS)，它于1983年发射升空，在退役前对宇宙进行了将近一年的观测。随后，在2006年，日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 发射了另一颗红外线天文卫星 AKARI，它从2006年一直工作到2011年。
Phan 的团队要做的，就是在 IRAS 的数据库中找到某个天体，然后在 AKARI 进行观测时，它看起来已经移动了位置。考虑到距离约700个天文单位，这样的天体在天空中的移动量会非常微小——每年大约只有三个角分。(一个角分是一个角度单位，等于一度的六十分之一)。
但 Phan 的团队还需要考虑到一种额外的运动：视差。当地球绕着太阳公转时，我们观察遥远天体位置的视角会发生微小的变化，这种效应就叫做视差。这就像你把食指伸到脸前，闭上一只眼看手指，然后换另一只眼看——由于观察位置略有不同，你的手指看起来好像移动了。同样的道理，九号行星在天空中也会因为地球绕太阳运行产生的视差而看起来移动。如果在某一天它看起来在某个位置，那么六个月后当地球运行到太阳的另一侧时，它的位置就会偏移，可能偏移10到15个角分；再过六个月，它又会移回原来的位置。
为了消除视差的影响，Phan 的团队采取了一种巧妙的方法：他们每年只查看 AKARI 在同一日期采集的数据。因为在每年的同一天，九号行星相对于遥远背景恒星的视差位移几乎为零，它会出现在天空中的同一个位置。
接着，他们还会逐小时仔细检查筛选出来的每一个候选天体。如果某个候选天体是移动速度较快的、距离较近的天体，那么它的移动在一小时之内就会被探测到，从而可以被排除。
经过如此细致的筛选，Phan 的团队最终锁定了一个单一的天体——在红外线数据中，它只是一个小小的光点。
IRAS数据(左)和AKARI数据(右)中候选对象的位置以及它们之间的距离(以弧分为单位)的比较。
在 IRAS 1983年的图像中，这个天体出现在一个位置。而在 AKARI 观测时，它已经不在那个位置了。然而，AKARI 在距离 IRAS 观测位置47.4个角分处看到了一个天体，而这个位置在 IRAS 的图像中并不存在。这个47.4个角分的距离，恰好落在九号行星在 IRAS 和 AKARI 观测之间，也就是23年或更长的时间里，可能移动的范围之内。换句话说，在 IRAS 和 AKARI 观测之间的这二十多年里，这个天体沿着它绕太阳的轨道，向前移动了一小段距离。
但仅凭在这段时间内的运动信息，还不足以推断出这个天体的完整轨道，因此，目前还无法百分之百确定它就是九号行星。首先，天文学家需要在最新的图像数据中，再次找到它的踪迹。
对此，Phan 告诉 Space.com 说：“一旦我们知道了这个候选天体的准确位置，使用现有的大型光学望远镜进行长时间曝光观测，就能探测到它。不过，用光学望远镜进行后续观测时，仍然需要覆盖大约三个平方度的天区，因为九号行星可能已经从 AKARI 在2006年探测到的位置移动了。这对于拥有大视场相机的望远镜来说是可行的，比如 Blanco四米望远镜在智利的暗能量相机，它的视场就达到三个平方度。”
根据这个候选天体在 IRAS 和 AKARI 图像中的亮度，Phan 估算，如果它真的是九号行星，其质量一定大于海王星。这让他们有些意外，因为他和团队原本预期找到的是一个超级地球大小的天体。此前，NASA 的广域红外探测器 (WISE) 卫星进行的测量已经排除了在256,000个天文单位范围内存在任何木星大小的行星，以及在10,000个天文单位范围内存在任何土星大小的行星。但是，一个较小的海王星或天王星大小的天体仍然可能没有被探测到。Phan 告诉 Space.com，他曾在 WISE 数据中寻找过这个候选者，“但没有找到令人信服的对应天体，因为它自2006年以来已经移动了位置。”而且，在不更精确地了解其轨道的情况下，我们也无法确定它移动到了哪里。
另一个令人困惑的谜团是，如果九号行星真的存在，它是如何落入这样一个轨道的——这个轨道可能使其最近时距离太阳280个天文单位，最远时达到1,120个天文单位，这远远超出了其他已知行星的活动范围。作为对比，目前已知的最外侧行星海王星，距离太阳大约是30个天文单位，约28亿英里或45亿公里。而如果九号行星在700个天文单位处，它将距离太阳约650亿英里，约1050亿公里。
Phan 表示：“一种可能性是，九号行星最初形成于离太阳更近的地方，也许就在 Jupiter、Saturn、Uranus 和 Neptune 形成的那一片区域。然后在太阳系早期，它被其中一个或多个巨行星的引力作用向外弹射出去。” 另一种设想是，也许它原本是一个游离的行星，后来被太阳捕获。这可能发生在太阳系历史的早期，当时太阳还与它的恒星兄弟们比较接近，行星有可能被不同系统抛射或捕获。
当然，这也不是科学家第一次在红外数据中找到九号行星的候选者。2021年，来自 London Imperial College 的天文学家 Michael Rowan–Robinson 就在 IRAS 数据中发现了一个天体，估算其质量约为三到五个地球质量，且距离太阳更近，大约是225个天文单位。然而，那次发现尚未得到证实，也没有在其他任何数据集中，比如 AKARI 的数据，找到对应的踪迹。Phan 认为，他的候选天体更有可能是九号行星，因为它同时被 IRAS 和 AKARI 两颗卫星探测到。
它是否真的是九号行星，只有时间能给出答案。不过，随着 Nancy Grace Roman太空望远镜即将发射，它将进行高分辨率的深度天空测量；Vera C. Rubin Observatory 也计划在今年迎来首次观测；再加上已经投入使用的 Dark Energy Camera 的强大能力——如果九号行星真的存在，它可藏身的地方已经不多了。
Phan 的团队已将关于这个候选天体的研究成果撰写成论文，该论文已被澳大利亚天文学会杂志接受并准备发表。
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