尋找第九大行星

19世紀40年代，法國數(shù)學家勒維耶運用牛頓力學分析了天王星軌道中的擾動，并且猜想這些擾動是由一顆尚待發(fā)現(xiàn)的行星的引力造成的。勒維耶預測了這顆新行星的位置，并且把計算結(jié)果寄給了德國天文學家伽勒。1846年9月23日，在收到勒維耶來信后第二天晚上，伽勒和他的一名學生就剛好在勒維耶預測的位置發(fā)現(xiàn)了海王星，但海王星軌道中持續(xù)存在著一些輕微差異，這被解釋為：在比海王星更遠的地方，還存在另一顆行星。

事實上，在海王星被發(fā)現(xiàn)以前，就有一些天文學家猜測：如果只是一顆行星，還不足以解釋天王星軌道中的擾動。早在1834年11月17日，英國業(yè)余天文學家哈斯就報告了他和法國天文學家布瓦爾以及英國皇家天文學家艾里之間的一場對話。哈斯認為，天王星不同尋常的運動，可能是由一顆尚待發(fā)現(xiàn)的行星的引力造成的。布瓦爾說他也想到了這一點，而且他與德國塞貝格天文臺臺長漢森曾就此話題通過信。漢森在信中說：單獨一顆行星還不足以解釋天王星的運動，在海王星以外（比海王星更遠處）可能還存在另外兩顆行星。

1848年，法國天文學家巴比萊特對勒維耶的計算結(jié)果提出了質(zhì)疑：海王星被觀測到的質(zhì)量較小，并且其運行軌道大于勒維耶當初的預測。在對勒維耶計算結(jié)果簡單減除的基礎上，巴比萊特認為海王星軌道外一定存在另一顆行星。他稱這顆行星為“亥伯龍”，并認為它的質(zhì)量大約為地球的12倍。勒維耶駁斥了巴比萊特的假設，他說：“除了想象性成分很重的各種假說之外，我們絕對不能憑借任何東西來確定另一顆行星的位置?！?/p>

1850年，美國海軍天文臺的弗格森稱他觀測到的一顆星——GR1719k“不見了”。該天文臺臺長默里說，GR1719k肯定是一顆新的行星。但天文學家們后來也沒能在其他位置找到這顆“行星”。1878年，美國漢密爾頓大學天文臺臺長彼得斯證明：這顆星事實上并未消失，而是之前的計算結(jié)果有誤。

1879年，法國天文學家弗拉米昂指出，彗星“1862 3”和“1889 3”的遠日點（距離太陽最遠點）距離分別為47和49天文單位（1天文單位約等于1.5億千米），這兩個非常相近的數(shù)字標志了一顆未知行星的軌道半徑，正是這顆行星把這兩顆彗星拖曳進了一個橢圓軌道。基于這一證據(jù)，美國天文學家福布斯得出結(jié)論：海王星軌道外必定還存在著兩顆行星?；谶@樣一個事實——4顆彗星的遠日點在大約100天文單位的地方，另有6顆彗星的遠日點聚集在大約300天文單位的地方——福布斯算出了一對假想中的海外行星（海王星軌道外的行星）的軌道參數(shù)。這些參數(shù)與另一位美國天文學家的計算結(jié)果剛好吻合，許多人由此認為這些參數(shù)可能是合理的。但也有人指出，其中涉及的彗星軌道依然不確定，因而不能產(chǎn)生有意義的結(jié)果。

1900和1901年，美國哈佛大學天文臺主任皮克寧領導了兩次對海外行星的搜尋工作。其中第一次由丹麥天文學家埃米爾牽頭。在研究了1690～1895年的天王星軌道數(shù)據(jù)后，埃米爾得出結(jié)論：僅是1顆海外行星，并不足以解釋天王星軌道的異常。不過，搜尋團隊中的一位天文學家提出，只需一顆位置在47天文單位的海外行星，就可能解釋天王星的運動。此后，第二次搜索開始了。皮克寧同意檢驗任何可能顯示了疑似行星的感光底片。然而，最終卻未能發(fā)現(xiàn)任何疑似行星。

1909年，美國天文學家杰克遜提出，至少有1顆海外行星這點是肯定的，但也很可能有第2顆，甚至可能有第3顆。他把第一顆海外行星稱為“俄亥阿諾斯”，并且認為這3顆海外行星與太陽的距離分別是42天文單位、56天文單位和72天文單位。他沒有說明自己是怎樣確定這3顆行星存在的，因而也沒有人去尋找它們。

1911年，根據(jù)法國天文學家拉普拉斯在木星衛(wèi)星中觀測到的模式，并且將這些模式運用于外行星（指太陽系中位于小行星帶以外的行星，按照與距離太陽從近到遠的順序，依次為木星、土星、天王星和海王星），印度天文學家克塔卡認為存在兩顆海外行星，他將它們分別命名為“梵天”和“毗瑟挐”。木星3顆最大的衛(wèi)星——依娥（木衛(wèi)一）、歐羅巴（木衛(wèi)二）和蓋尼美得（木衛(wèi)三）被鎖定于一種1：2：4的復雜軌道共振（拉普拉斯共振）之中。所謂軌道共振是指：由于它們的軌道周期呈現(xiàn)兩個小整數(shù)比例關系，所以兩顆做軌道運動的天體相互施加一種經(jīng)常性、周期性的引力影響?？怂ㄌ岢?，天王星、海王星以及他猜想的海外行星，被鎖定在類似于拉普拉斯共振的軌道共振中。他的計算結(jié)果是，“梵天星”與太陽的平均距離是38.95天文單位，軌道周期是242.28個地球年，與海王星構(gòu)成3：4的軌道共振。當冥王星在19年后被發(fā)現(xiàn)時，它與太陽的平均距離39.48天文單位及軌道周期248個地球年，與克塔卡的預測很接近。事實上，冥王星與海王星構(gòu)成了2：3的軌道共振。但除了平均距離和軌道周期外，克塔卡沒有預測其他的軌道參數(shù)。迄今仍不清楚克塔卡是怎樣得到這些數(shù)據(jù)的，而他預言的“毗瑟挐星”則從未被發(fā)現(xiàn)。