行星X,又称第九行星,是位于
太阳系外围的假想行星。其
引力效应可以解释一组极端
海王星外
天体轨道的特殊聚集,这些天体位于海王星之外,绕
太阳运行的平均距离是
地球的250倍以上。这些极端海王星外天体往往在一个扇形区内最接近太阳,其轨道也有类似的倾斜。这些排列表明,一颗未被发现的行星可能正在引导已知最遥远的太阳系天体的轨道。尽管如此,一些天文学家仍对这一结论提出了质疑,并断言这是由于在一年中的大部分时间里发现和跟踪这些天体的困难,因此是由于观测偏差造成极端海王星外天体轨道的聚集。
历史背景
在1846年
海王星的发现之后,有相当多的猜测认为有可能另一颗
行星存在于其轨道之外。其中最著名的理论预测了一颗遥远行星的存在,这颗行星正在影响
天王星和海王星的轨道。经过广泛的计算,
帕西瓦尔·罗威尔预测了这颗假想的跨海王星行星的可能轨道和位置,并于1906年开始对其进行广泛的搜索。他将这个假想物体称为“X行星”;这个名字之前曾被
加布里埃尔达利特英语:Gabriel Dallet。
克莱德·汤博继续了罗威尔的搜寻,并于1930年发现
冥王星,但很快就被确定为太小,不符合罗威尔的X行星的资格。1989年航海家2号飞越
海王星后,天王星的预测轨道和观测轨道之间的差异被确定是由于使用了以前不准确的海王星质量。
研究发现
通过轨道扰动等间接手段探测海王星以外的
行星的尝试可以追溯到发现冥王星之前。其中第一位是乔治·福布斯 (科学家),他在1880年假设存在两颗跨海王星行星。第一颗与
太阳的平均距离或
半长轴为100 天文单位(AU),是
地球的100倍,第二颗将具有 300 AU 的半长轴。他的工作被认为与最近的第九行星理论相似,因为行星将负责几个物体轨道的群集,在这种情况下,周期性
彗星的远日点距离的群集接近100和300天文单位。这类似于
木星族彗星在其轨道附近群集。
在2004年,发现轨道特殊的
小行星塞德娜,导致人们猜测它遇到了一个巨大的
天体,而不是已知的任何行星之一。赛德娜的轨道是独立轨道,近日点距离为76天文单位,因此即使通过近日点时也不会受到
海王星引力影响其轨迹的海王星外天体。有几位作者提出,赛德娜是在遇到一个巨大的天体后进入这个轨道的,例如遥远轨道上的未知行星,与形成
太阳的疏散
星团的成员,或后来经过
太阳系附近的另一颗
恒星。2014年3月,在类似的轨道上发现了第二个近日点距离为80天文单位的类
塞德娜天体,2012 VP113,这再次引发了人们的猜测,即遥远的太阳系中仍然存在一个未知的超级地球。
在2012年的一次会议上,罗德尼·戈麦斯(英语:Rodney Gomes)提出:一颗未被发现的
行星负责一些轨道独立的ETNO的轨道,并且有着巨大
半长轴的半人马小行星,而这些
太阳系小天体们穿过巨行星的轨道。拟议的
海王星质量行星将位于遥远(1500 AU)、偏心(离心率 0.4)和倾斜(
转轴倾角 :40°)的轨道上。像第九行星一样,它会导致半长轴大于300天文单位的物体的近日点振荡,将一些送入行星交叉轨道,而另一些则进入像
塞德娜这样的独立轨道。戈麦斯、苏亚雷斯(英语:Soares)和布拉瑟(英语:Brasser)在2015年发表了一篇文章,详细介绍了他们的论点。
2016年初,
加州理工学院的芭蒂金和布朗描述了第九
行星如何解释六个ETNO的相似轨道,并提出了该行星可能的轨道。这个假说也可以解释轨道垂直于内行星的ETNOs和其它有极端倾斜的
小行星,并被作为对
太阳旋转轴倾斜的解释。
轨道
最初假设第九行星以椭圆轨道绕太阳运行,偏心率为0.2 to 0.5,其
半长轴估计为400 to 800 AU,大约是
海王星到太阳距离的13到26倍。这颗行星需要10,000到20,000年的时间才能绕太阳运行一个完整的轨道,并且它与
地球轨道平面
黄道的
转轴倾角预计为15° to 25°。远日点,即或离太阳最远的点,将位于
金牛座,而近日点是离太阳最近的点,将位于
巨蛇座(头)、
蛇夫座或
天秤座。布朗认为,如果第九行星存在,那么使用动力弹弓轨迹可以在短短20年内到达它。
质量和半径
据估计,这颗
行星的质量是
地球的5到10倍,半径是地球的2到4倍。布朗认为,如果第九行星存在,它的质量足以在45亿年(
太阳系的年龄)里清除其轨道,以它的
引力支配着太阳系的外缘,这足以使它符合成为行星的当前定义 。天文学家让-吕克·玛戈特(Jean-Luc Margot)也表示,第九行星符合它的标准,如果它被探测到,将有资格成为一颗行星。
起源
已经研究了第九行星的几种可能起源,包括它从已知
气态巨行星附近抛射,从另一颗
恒星捕获,以及“原位形成”。在他们最初的文章中,巴蒂金和布朗提出,第九行星在离
太阳更近的地方形成,并在
星云时代与
木星或
土星近距离接触后,被抛射到遥远的偏心轨道。然后,要么是附近恒星的
引力,要么是来自
太阳星云的气态残余物的拖曳降低了其轨道的偏心率。这个过程提高了它的近日点,使它不受其他
行星的影响,处于一个非常宽阔但稳定的轨道上。
据估计,这种情况发生的几率仅为百分之几。如果它没有被扔进
太阳系最远的地方,第九行星可能会从原行星盘中
吸积更多的质量,并发展成
气态巨行星或冰巨行星的核心。相对的,它的增长很早就停止了,使它的质量低于
天王星或
海王星。
来自巨大的
小行星带的动态摩擦也可能使第九行星被捕获到一个稳定的轨道上。最近的模型表明,60–130M🜨的
小行星盘可能是在气体从原行星盘的外部清除时形成的。当第九
行星穿过这个圆盘时,它的
引力会改变单个物体的路径,从而降低第九行星相对于它的速度。这将降低第九行星的离心率并稳定其轨道。如果这个圆盘有一个遥远的内边缘,即100–200{{{2}}},一颗遇到海王星的行星将有20%的几率在与第九行星相似的轨道上被捕获,如果内缘在200{{{2}}},更有可能观测到轨道的群集。与气态
星云不同,小行星盘可能已经存在很长时间,因此可能允许后来的捕获。
与另一颗
恒星的相遇也可能改变遥远
行星的轨道,将其从圆形轨道转变为偏心轨道。在这个距离上“原位”形成一颗行星需要一个非常巨大和广泛的圆盘,或者固体在消散的盘中向外漂移,形成一个狭窄的环,行星从这个环中
吸积了十亿年。如果一颗行星在
太阳处于其原始
星团中时,在如此远的距离上形成,那么它在高度偏心的轨道上与太阳保持束缚的概率约为10%。然而,当太阳仍然在它形成的疏散星团中时,任何延伸的圆盘都会受到经过的恒星
引力破坏和光蒸发造成质量的损失。
第九
行星可能是在太阳和另一颗
恒星近距离接触中,从
太阳系外捕获的。如果一颗行星在围绕这颗恒星的遥远轨道上,三体在相遇期间的相互作用可能会改变行星的路径,使其处于围绕太阳的稳定轨道上。一颗起源于没有木星质量
行星系中的行星,可能会在遥远的偏心轨道上停留更长的时间,从而增加其被捕获的机会。更广泛的可能轨道范围将使它在相对低
转轴倾角轨道上被捕获的几率降低到1-2%。Amir Siraj和Avi Loeb发现,如果
太阳曾经有一个遥远的、质量
相等的
联星伴星,那么太阳夺取第九
行星的几率就会增加20倍。这个过程也可能发生在
星际行星上,但它们被捕获的可能性要小得多,只有0.05-0.10%被捕获在类似于第九行星的轨道上。
证据
像
塞德娜这样的天体的高近日点,它们是独立,不受海王星的影响;
极端海王星外天体的高
转轴倾角,其轨道大致垂直于八颗已知行星的轨道;
半长轴小于100 AU的高倾角海王星外天体(TNO)。
第九
行星最初被提出来解释轨道的群集,通过一种机制来解释像赛德娜这样的天体的高近日点。其中一些天体演变成垂直轨道是出乎意料的,但发现与先前观察到的天体相匹配。后来发现,当其它行星被纳入模拟时,一些具有垂直轨道的物体的轨道会向较小的半长轴方向演化。尽管已经为这些特性提供了许多其它机制,但第九行星的
引力影响是唯一可以解释所有四种现象的机制。然而,第九行星的引力也会增加穿过其轨道的其它物体的
转轴倾角,这可能会留下离散盘的物体,即在
海王星之外轨道运行,
半长轴大于50天文单位的
天体,以及倾角分布比观测到的更宽的短周期
彗星。在此之前,第九
行星被假设为
太阳自转轴相对于行星轨道倾斜 6 度的原因,但最近对其预测轨道和质量的更新将这种偏移限制在〜1度。
观测:高近日点天体的轨道群集
特鲁希略和谢泼德最早描述了具有大半长轴的海王星外天体轨道的群集,他们注意到
塞德娜和类赛德娜的2012 VP113轨道之间的相似性。如果没有第九行星的存在,这些轨道应该是随机分布的,没有偏好任何方向。经过进一步分析,特鲁希略和
艾伦·谢泼德观察到,近日点大于30 AU且
半长轴大于150 AU的12个
海王星外
天体的近日点参数聚集在零度附近,这意味着当它们最接近太阳时,它们会升至
黄道上方。特鲁希略和谢泼德提出,这种排列是由海王星以外的一颗巨大的未知行星通过古在机制引起的。对于具有相似半长轴的物体,古在机制会将其近日点的论点限制在接近0度或180度。这种限制允许具有偏心和倾斜轨道的物体避免靠近
行星,因为它们会在距离
太阳最近和最远的点之间穿过行星轨道的平面,并在它们远高于或低于其轨道时穿过行星的轨道。
拉斐尔·特鲁希略和
艾伦·谢泼德关于这些物体如何通过古在机制对齐的假设,已被进一步的分析和证据所取代。
巴蒂金和布朗试图反驳特鲁希略和谢泼德提出的机制,还检查了具有大半长轴的
海王星外
天体的轨道。在排除了特鲁希略和谢泼德的原始分析中由于接近海王星而不稳定,或受到海王星平均运动
共振影响的物体后,巴蒂金和布朗确定其余六个物体的近日点论点(
塞德娜、2012 VP113、
小行星474640、2010 GB174、2000 CR105、和2010 VZ98)被群集在一起,大约在318°±8°。这一发现与古在机制如何倾向于将轨道与近日点在0°或180°的论点对齐不一致。
巴蒂金和布朗还发现,
半长轴大于250 AU和近日点超过30 AU的六个ETNO的轨道(赛德娜、2012 VP113、Alicanto、2010 GB174、2007 TG422、和2013 RF98),它们在空间上与它们的近日点方向大致相同,导致它们的近日点黄经的群集,这是它们最接近太阳的位置。这六个
天体的轨道也相对于
黄道的轨道倾斜,并且大约
共面,产生了它们的升交点黄经的群集,即它们各自通过黄道上升的方向。他们确定这种对齐组合是偶然的只有0.007%的可能性。 这六个天体是通过六架望远镜的六次不同调查发现的。这使得群集不太可能是由于观察偏差造成的,例如将望远镜指向天空的特定部分。观测到的群集应该在几亿年后被抹去,因为近日点和升交点的位置发生了变化,或者
恒星进动,由于它们的
半长轴和偏心率不同,它们以不同的
速率变化。这表明群集不可能是由于遥远的过去的事件造成的, 例如,一颗路过的恒星,并且很可能由绕
太阳运行物体的引力场维持。
六颗
天体中的两颗(2013 RF98和Alicanto)也具有非常相似的轨道和光谱。这导致了一种建议,即它们是在与遥远物体相遇时在远日点附近被破坏的联星天体。
联星的破坏需要相对近距离的相遇,但这在离太阳很远的地方变得不太可能。
在后来的一篇文章中,特鲁希略和
艾伦·谢泼德指出了近日点的经度与
半长轴大于150天文单位的
海王星外天体的近日点幅角之间的相关性。近日点经度为 0–120° 的近日点参数在280° 到360° 之间,近日点经度在180° 和 340° 之间的参数在0° 和40° 之间。该相关性的
统计学意义为99.99%。他们认为,这种相关性是由于这些物体的轨道通过其轨道上方或下方来避免接近大质量
行星。
卡洛斯和劳尔·德拉富恩特·马科斯在2017年的一篇文章中指出,到ETNO升交点的距离分布,以及半人马小行星和具有大半长轴的
彗星的距离分布可能是双峰。他们认为这是由于ETNO避免接近
半长轴为300-400天文单位的行星。随着数据的增加(40个物件),ETNO的相互节点距离分布显示出最短的相互升交点和降交点距离之间存在
统计学上的显著不对称性,这可能不是由于观测偏差,而可能是外部扰动的结果。
极端
海王星外
天体绕轨道运行六个原始轨道和八颗额外的极端海王星外天体,其近日点附近的当前位置为紫色,假设的第九
行星轨道为绿色13颗极端海王星外天体当前位置的特写视图
模拟:再现观察到的群集
极端海王星外天体轨道的群集和近日点的升高在包括第九行星在内的模拟中再现。在巴蒂金和布朗进行的模拟中,以随机方向开始的
半长轴高达550 AU的离散盘天体群被雕刻成空间受限轨道的近似共线和
共面群的高度偏心轨道上。 这使得大多数天体的近日点指向相似的方向,并且天体的轨道具有相似的倾斜度。这些
天体中有许多进入了像
塞德娜这样的高近日点轨道,出乎意料的是,有些进入了垂直轨道。巴蒂金和布朗后来注意到这些轨道以前被观测到过。
在他们最初的分析中,巴蒂金和布朗发现,在使用10个地球质量的模拟中,最好的再现前六个极端
海王星外天体的轨道分布{{efn-ua|巴蒂金和布朗提供了质量的一个数量级估计。
如果“M”等于0.1地球质量,那么
动力学演化将以异常缓慢的速度进行,
太阳系的寿命可能不足以进行所需的轨道雕刻。
如果“M”等于1地球质量,那么长寿命
拱点的反对齐轨道确实会发生,但不稳定轨道的移除将发生在比太阳系当前演化更长的时间尺度上。因此,即使它们会表现出对特定拱点方向的偏好,它们也不会像数据那样表现出真正的局限性。
他们还指出,“M”大于10地球质量意味着
半长轴更长。因此,他们估计该
天体的质量可能在5到15M🜨。位于以下轨道的
行星:
半长轴“a” ≈ 700 AU(轨道周期 7001.5=18,520 年)
离心率 “e” ≈ 0.6,(近日点 ≈ 280 AU, 远日点 ≈ 1,120 AU)
升交点黄经“Ω” ≈ 100°.
近心点幅角“ω” ≈ 140° 和近心点经度“ω”= 240°。
第九行星的这些参数对
海王星外天体产生了不同的模拟效果。
半长轴大于250 AU,如果它们的偏心度较低,就可以有稳定、对齐的轨道。这些
天体尚待观察。
还研究了第九行星的其它可能轨道,其半长轴在400 AU和1500 AU之间,离心率高达0.8,
轨道倾角范围很广。这些轨道产生了不同的结果。巴蒂金和布朗发现,如果第九行星有更高的
转轴倾角,极端海王星外天体的轨道更有可能有类似的倾角,但反对齐也会减少。Becker等人的模拟表明,如果第九
行星的离心率较小,它们的轨道会更稳定,但在离心率较高的情况下,反对齐的可能性更大。劳勒等人发现,如果第九行星的轨道是圆形的,那么与第九行星发生
轨道共振时捕获的
天体会更小,到达高倾角轨道的天体也会更少。Cá
谷神星等人的研究表明,如果第九行星的近日点轨道较低,极端
海王星外天体的轨道会更好地对齐,但其近日点需要高于90 AU。巴蒂金等人后来的研究发现,更高的离心率轨道降低了极端海王星外天体轨道的平均倾斜。 虽然第九
行星的轨道参数和质量有很多可能的组合,但没有一种替代模拟能更好地预测观测到的原始极端海王星外天体的排列。更多遥远
太阳系天体的发现将使天文学家能够对这颗假设行星的轨道做出更准确的预测。这些也可能为第九行星假说提供进一步的支持或反驳。
动力学:第九行星如何改变极端海王星外天体的轨道
第九行星通过一系列效应改变了极端海王星外天体的轨道。在很长的时间尺度上,第九行星对极端海王星外天体的轨道施加
力矩,该力矩随其轨道与第九行星的对齐而变化。由此产生的
角动量交换导致近日点上升,将它们置于类似塞德纳的轨道上,然后下降,在数亿年后使它们回到原来的轨道。当它们的离心率很小时,它们的近日点方向的运动也会反转,使物体保持反对齐,见图上的蓝色曲线,或对齐的红色曲线。在较短的时间尺度上,与第九
行星的运动
共振提供了
相位保护,通过略微改变
天体的
半长轴来稳定它们的轨道,使它们的轨道与第九行星同步,并防止近距离接近。
海王星和其他
气态巨行星的
引力,以及第九行星轨道的倾斜,减弱了这种保护。这导致了天体在共振之间跳跃时,半长轴的混沌变化,包括百万年时间尺度上的高阶共振,如27:17。如果极端海王星外天体和第九行星都在倾斜轨道上,那么平均运动共振对于它们的生存可能不是必要的。天体的轨道极点围绕
太阳系皮埃尔-西蒙·拉普拉斯平面的极点
进动。在大的半长轴上,拉普拉斯平面向第九行星轨道的平面弯曲。这导致极端海王星外
天体的轨道极点平均向一侧倾斜,并且使其升交点的经度群集。
具有大半长轴的垂直轨道中的天体
第九
行星可以将极端
海王星外天体送入大致垂直于
黄道的轨道。已经观测到几个
转轴倾角大于50°、
半长轴大于250 AU的天体。当一些低倾角的极端海王星外天体在到达低离心率轨道时与第九行星形成长期
共振时,就会产生这些轨道。共振导致它们的离心率和倾角增加,将极端海王星外天体输送到具有低近日点的垂直轨道上,在那里它们更容易被观测到。然后,极端海王星外
天体演变成具有较低离心率的逆行轨道,之后它们经过第二阶段的高离心率垂直轨道,然后返回低离心率和倾斜轨道。与第九
行星的长期共振涉及轨道参数和近日点经度的线性组合:Δϖ – 2ω。与谷在机制不同,这种共振导致物体在几乎垂直的轨道上达到最大离心率。在巴蒂金和莫比德利进行的模拟中,这种进化相对常见,38%的稳定物体至少经历过一次。当它们到达低近日点时,这些天体的近日点论点群集在第九行星的附近或对面,它们的升交点经度群集在距离第九行星任一方向90°左右。这与观测结果大致一致,这些观测结果的差异归因于与已知
气态巨行星的遥远相遇。
高倾角天体的轨道
半长轴小于100天文单位的高倾角极端
海王星外天体族群可能是由第九
行星和其它巨行星的共同作用产生的。进入垂直轨道的极端海王星外天体的近日点足够小,其轨道可以与海王星或其他巨行星的轨道相交。与其中一颗行星的相遇可以将极端海王星外天体的半长轴降低到100 AU以下,在那里,物体的轨道不再由第九行星控制,使其轨道类似2008 KV42。预测这些天体中寿命最长的天体轨道分布是不均匀的。大多数轨道的近日点在5 AU到35 AU之间,
轨道倾角在110°以下;在一个几乎没有
天体的间隙之外,将是其它倾斜度接近150°和近10 AU的物体。许多天体在遇到其它
气态巨行星后也能被驱逐出
太阳系。大量未观测到的
种群和许多天体的丢失导致马迪根等人估计原始种群的质量是地球质量的数十倍,这就要求在太阳系早期喷出更大的质量。马迪根等人得出结论,第九
行星的存在不太可能,目前观察到的现有极端
海王星外天体的排列是一种暂时现象,随着更多天体被探测到,这种现象将消失。
2019年估计
2019年2月,符合
半长轴超过250天文单位的原始假设的极端海王星外
天体总数已增加到14个:
半长轴400–500 AU;
2021年估计
2021年8月,巴蒂金和布朗重新分析了与极端海王星外天体观测相关的数据,同时考虑了观测偏差,他们发现在某些方向上观测的可能性比其他方向更大。他们表示,观察到的轨道群集“在99.6%的置信水准下仍然很重要”。将观测偏差与数值模拟相结合,他们预测了第九
行星的特征:
半长轴380+140 −80 AU(300–520 AU);
近日点300+85 −60 AU (240–385 AU);
质量6.2+2.2 −1.3
地球质量(8.4M⊕–4.9M⊕)。
接受度
美国航空航天局行星科学部主任吉姆·格林支持麦克·布朗的说法,他认为“现在的证据比之前更强”。但格林警告说,对遥远
海王星外
天体观察到的运动有其他的可能性,并引用
卡尔·萨根的话“非凡的主张需要非凡的证据”。
汤姆·莱文森得出的结论是“就目前而言,第九行星似乎是现在所知道的
太阳系外围区域唯一令人满意的解释”。亚历山德罗·莫尔比德利(Alessandro Morbidelli)评论《天文期刊》的研究文章时表示同意,他说“我看不到其他解释可以取代贝提金和布朗所提出的”。
美国天体物理学家伊森·西格尔对太阳系中存在尚未发现的
行星持怀疑态度,但他推测太阳系至少有一颗超级地球,这种星球在其他
行星系中很常见,但尚未在太阳系中被发现。超级地球在太阳系早期的动力不稳定期间可能已经从太阳系中弹出。行星科学家哈尔·莱维森(Hal Levison)认为被弹出
太阳系的超级地球最终落入
奥尔特云的可能性仅为2%左右,并推测如果该星球进入稳定的轨道,许多物体必须被抛出奥尔特云。
天文学家预计,第九行星的发现将有助于人类理解
太阳系和其他行星系统形成的过程,了解太阳系的非比寻常——因为其缺乏位于
地球与
海王星质量之间的行星。
备选假说
临时或巧合的群集
外太阳系调查(OSSOS)的结果表明,观测到的群集是观测偏差和小数统计相结合的结果。OSSOS是对具有已知偏差的外太阳系的良好特征调查,观测到八颗
半长轴大于150天文单位的
天体,其轨道方向很宽广。在考虑了调查的观测偏差后,没有看到和
塞德娜确定的近日点论点的群集,半长轴较大的天体的轨道方向在0°左右校准了数十亿年(尽管没有近日点较小的天体),并在1,500天文单位的高
转轴倾角轨道上与
海王星质量天体一起经历了一段时间的平衡。另一个过程,比如一颗经过的
恒星,将被要求解释180°附近没有近日点论据的天体
大容量圆盘中的倾斜不稳定性
安-玛丽·马迪根(Ann-Marie Madigan)和迈克尔·麦考特(Michael McCourt)假设,在遥远的大质量带(假设称为Zderic-Madigan或ZM带)中,倾角不稳定性负责极端海王星外
天体近日点论点的对齐。这些天体位于海王星之外,绕太阳运行的平均距离是地球的250倍以上。这些极端
海王星外天体往往在一个扇形区内最接近
太阳,其轨道也有类似的倾斜。这些排列表明,一颗未被发现的
行星可能正在引导已知最遥远的
太阳系天体的轨道。尽管如此,一些天文学家仍对这一结论提出了质疑,并断言这是由于在一年中的大部分时间里发现和跟踪这些天体的困难,因此是由于观测偏差造成极端海王星外天体轨道的聚集。
由一个巨大的圆盘牧养
安特拉尼克·塞菲利安(Antranik Sefilian)和杰哈德·图马(Jihad Touma)提出,一颗未被发现的行星负责一些轨道独立的ETNO的轨道,并且有着巨大
半长轴的半人马小行星,而这些
太阳系小天体们穿过巨行星的轨道。拟议的
海王星质量
行星将位于遥远(1500 AU)、偏心(离心率 0.4)和倾斜(
转轴倾角 :40°)的轨道上。像第九行星一样,它会导致半长轴大于300天文单位的物体的近日点振荡,将一些送入行星交叉轨道,而另一些则进入像
塞德娜这样的独立轨道。戈麦斯、苏亚雷斯(英语:Soares)和布拉瑟(英语:Brasser)在2015年发表了一篇文章,详细介绍了他们的论点。
古在机制导致的对齐
拉斐尔·特鲁希略和谢泼德最早描述了具有大半长轴的
海王星外
天体轨道的群集,他们注意到赛德娜和类赛德娜的2012 VP113轨道之间的相似性。如果没有第九
行星的存在,这些轨道应该是随机分布的,没有偏好任何方向。经过进一步分析,特鲁希略和
艾伦·谢泼德观察到,近日点大于30 AU且
半长轴大于150 AU的12个海王星外天体的近日点参数聚集在零度附近,这意味着当它们最接近太阳时,它们会升至
黄道上方。特鲁希略和谢泼德提出,这种排列是由海王星以外的一颗巨大的未知行星通过古在机制引起的。对于具有相似半长轴的物体,古在机制会将其近日点的论点限制在接近0度或180度。这种限制允许具有偏心和倾斜轨道的物体避免靠近
行星,因为它们会在距离太阳最近和最远的点之间穿过行星轨道的平面,并在它们远高于或低于其轨道时穿过行星的轨道。特鲁希略和
艾伦·谢泼德关于这些物体如何通过古在机制对齐的假设,已被进一步的分析和证据所取代。
反响
美国航空航天局行星科学部主任吉姆·格林支持麦克·布朗的说法,他认为“现在的证据比之前更强”。但格林警告说,对遥远
海王星外
天体观察到的运动有其他的可能性,并引用
卡尔·萨根的话“非凡的主张需要非凡的证据”。
汤姆·莱文森得出的结论是“就目前而言,第九行星似乎是现在所知道的
太阳系外围区域唯一令人满意的解释”。亚历山德罗·莫尔比德利(Alessandro Morbidelli)评论《天文期刊》的研究文章时表示同意,他说“我看不到其他解释可以取代贝提金和布朗所提出的”。
美国天体物理学家伊森·西格尔对太阳系中存在尚未发现的
行星持怀疑态度,但他推测太阳系至少有一颗超级地球,这种星球在其他
行星系中很常见,但尚未在太阳系中被发现。超级地球在太阳系早期的动力不稳定期间可能已经从太阳系中弹出。行星科学家哈尔·莱维森(Hal Levison)认为被弹出
太阳系的超级地球最终落入
奥尔特云的可能性仅为2%左右,并推测如果该星球进入稳定的轨道,许多物体必须被抛出奥尔特云。
天文学家预计,第九行星的发现将有助于人类理解太阳系和其他行星系统形成的过程,了解太阳系的非比寻常——因为其缺乏位于地球与
海王星质量之间的行星。