自從 2006 年國際天文聯合會投票將冥王星降級為矮行星後，天文學家們尋找太陽系第九大行星繼任者的熱情仍然不減。最近的幾年，不斷有證據表明，在太陽系的最外延極有可能存在著真正的第九行星，通過對周圍星體的引力拉動來宣告著自己的存在。

但最近有天文學家提出了一個顛覆性的猜想。英國杜倫大學的物理學家 Jakub Scholtz 與美國伊利諾斯大學的 James Unwin 近日在預印本網站 arXiv 上的一篇文章中提出：我們至今未能發現所謂第九行星，可能因為它不是一顆行星，而是一個原初黑洞（primordial black hole），其直徑不到 5 釐米，但密度極高，正與地球一樣繞著太陽執行。

若該假設成立，那麼現有的光學和紅外望遠鏡將無法對其進行觀測，天文學家可能需要採取適用於原初黑洞的方式來尋找第九行星的足跡。與此同時，該猜想也罕見提出：我們在太陽系中，可能正與黑洞為鄰。

何為第九行星

眾所周知，目前太陽系的八大行星中，除地球之外，還有水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星。

但除了這 8 大行星，我們所處的太陽系其實非常熱鬧，尤其是太陽系的邊緣，遍佈著由岩石和冰塊組成的星體。這些位於海王星軌道外側的星體數量眾多，它們組成了著名的柯伊伯帶。柯伊伯帶上有的星體個頭很小，容易受到附近大行星的引力擾動，例如海王星的引力就對它們影響很大。

圖 | 太陽系邊緣星體數量眾多（來源：NASA）

但柯伊伯帶中卻還存在著一組運動十分獨立的星體，它們的軌道大不相同。一些星體甚至是繞太陽公轉，另一些的軌道具有偏心率極高（很扁的橢圓），還有一些軌道平面上翹，與黃道面形成了顯著的夾角。

要產生這樣的效果，一個海王星是不夠的，當然一個冥王星也遠遠不夠。於是，有學者提出了一個假設，一定有其它大品質的星體也在某個地方暗暗發力，也就是著名的“第九行星（Planet Nine）”。

圖丨這幅圖描繪了遙遠的柯伊伯帶天體和 9 號行星的軌道。紫色軌道主要受 9 號行星的引力控制，比較密集。另一方面，綠色軌道與海王星緊密耦合，相對鬆散。最新的軌道計算表明，9 號行星是一顆品質約為地球 5 倍的行星，它大概位於軌道的偏心上，執行週期約為 1 萬年。（來源: James Tuttle Keane /加州理工學院）

從名字中也能看出，雖然至今未能找到第九行星，但多數研究都還是基於“第九行星是一顆行星”的基礎之上。但為何 Scholtz 和 Unwin 會提出“第九行星是黑洞”的猜想呢？這一研究的起因還需從原初黑洞說起。

神祕的原初黑洞

原初黑洞（primordial black hole），又稱為太初黑洞，是一種假想的黑洞型別。這類黑洞不是由大品質恆星的引力坍縮形成的，而是來源於宇宙早期大爆炸暴漲時物質的超高密度。

雖然到目前為止，並沒有任何證據能直接支援原初黑洞的存在，但此前有多個研究指向：原初黑洞可能是普遍存在的。其中一個重要的研究就是由波蘭華沙大學發起的一個研究專案： 光學重力透鏡實驗（Optical Gravitational Lensing Experiment，簡稱 OGLE），其目標是根據引力透鏡效應（gravitational lensing），來尋找宇宙中的黑暗物質。

根據廣義相對論，引力透鏡效應就是當背景光源發出的光在引力場（如星系、星系團及黑洞）附近經過時，光線會像通過透鏡一樣發生彎曲。

多數引力場都是巨大的，它可能是一整個星系甚至是星系團，但 OGLE 研究過程中觀測到的多個結果指出：有些引力場可能並沒有星系那麼大，且離太陽系的距離可能非常近，甚至就在我們所在的銀河系內。這些物質密度非常高，品質可以達到地球的 5 倍左右。

這些物質到底是什麼？目前的研究還未能對此作出判斷，而其中一個重要的猜想就是：原初黑洞。也許正是原初黑洞，在銀河系的範圍內造成了引力透鏡效應。

這一可能性引起了 Scholtz 和 Unwin 的注意。他們將原初黑洞與第九行星聯絡了起來。

他們表示，如果 OGLE 觀測到的引力透鏡事件是原初黑洞造成，那麼被太陽系捕獲的原初黑洞也可能讓太陽系邊緣的星體出現軌道異常。

是行星，還是黑洞？

在最新的研究中，Scholtz 和 Unwin 從“第九行星如何形成”的角度探討了這種可能性。他們認為，若第九行星是一顆行星，那麼它要出現在當前的位置，可能的方式只有三種：

第一，第九行星就是在現有的位置形成。這種可能性不大，原因是從太陽系形成至今，並沒有足夠的時間讓一個超大品質的行星在如此遠離太陽的距離形成。

第二，第九行星最初在更靠近太陽的位置形成，再通過某種方式被“彈射”到現有的位置上。但要將這顆行星“彈射”到現有的位置，需要的條件也極為苛刻，例如附近的一顆恆星經過。但現有的研究表明，這種情況在太陽系的歷史上並未出現過。

最後一種可能性則是：第九行星原本是一個自由浮動行星（free-floating planet），最初並沒有圍繞任何恆星公轉，但在偶然情況下被太陽的引力場捕獲，最終來到了現有的位置上繞太陽執行。不過目前人類對自由浮動行星的認識也較少。

雖然這三種假設都是建立在“第九行星本身是一顆行星”的基礎之上，但 Scholtz 和 Unwin 認為，如果太陽系能夠捕獲一個自由浮動行星，那相同的原理下，太陽的引力場也可能捕獲一個原初黑洞。

這一猜想最重要的結果在於，若第九行星是一個原初黑洞，那麼通過光學和紅外望遠鏡都無法觀測到它的存在，意味著目前許多天文學家尋找第九行星的努力都可能是無用功。

那麼如何才能找到這個神祕的第九行星？基於他們的猜想，Scholtz 和 Unwin 同時也指出了他們接下來將要進行觀測工作。

他們假設原初黑洞周圍包裹著一圈暗物質，這些暗物質粒子的湮滅會產生伽馬射線。這一現象給人類觀測留下了機會，天文學家可通過費米伽瑪射線空間望遠鏡對該現象進行觀察。

Scholtz 和 Unwin 表示已有進一步的研究計劃，未來將對費米伽瑪射線空間望遠鏡捕獲的資料進行分析，進一步尋找相關線索。

客觀來說，“第九行星是一個黑洞”僅僅只是一個基於猜想的猜想，且論文字身還未正式發表。

其學術價值或許需要經過更多專業的探討和判斷，但除此之外，這一猜想對學界以外的人來說也並不是全無意義。

在人類對浩瀚星空的探索遠談不上充分的今天，我們對漆黑的太空有著無數基於現有理論的想象，而 Scholtz 和 Unwin 以及其他正在提出猜想、證明猜想的天文學家還在不斷告訴我們：地球之外的世界，可能遠比我們想象中的更加神奇。這或許才是這一猜想最讓人興奮的地方。