自從賽德娜發現後十年,行星動力學一直無法很好的解釋它的來源與存在。由於它離海王星實在非常的遠,離海王星軌道最近的距離比海王星軌道還多一倍 (76 au v.s. 30 au),動力學模擬的結果也證明在46億年內(太陽系的年齡) 它都不會改變它的軌道,那它是如何跑到到那個位置的呢?
一般相信這個與世獨立的存在需要一些外力,例如漂流的恆星通過太陽系外、或是太陽形生成於星團中,而後才離開星團。但這些理論大多只能說是假設,缺少觀測上的支持。但是在這十年間,天文學家陸續找到數顆與賽德納很像的天體,並且發現這些天體的軌道傾角與近日點的位置有特別的趨勢(見圖1、2),但由於數量過少,這個領域的研究方向一直還未確定。就在去年的二月,加州理工學院的巴特金(Konstantin Batygin)與布朗敲響了第九行星理論的第一聲響,發表了一顆十倍地球質量行星位於 250 au 的理論模型。而這個模型剛好可以適當的解釋遠近日點的天體為何都偏向同一邊(見圖)以及傾角分佈,以及他們如何生成的。
圖1. 內歐特雲天體的近日點大都面向上方。圖/作者提供
行星科學界最重要的定期會議之一是美國天文學會下的 DPS (Division for Planetary Sciences)會議,在裡面接受報告的論文都是最新、最有影響力的研究結果,許多科學媒體也會參與會議,然後立即發出新聞稿。在這個會議中,巴特金受邀發表大會演講,接在他之後的數個論文報告,也都提出一些觀測上跟理論上的一些支持的論點,包含:
其實,由已知行星的運行軌道,來預測未知的行星,並不是什麼新鮮的事情。1846 年,勒維耶(Urbain Le Verrier)以牛頓力學計算出天王星軌道的偏差,大膽預言有個未知行星在拉扯天王星軌道。他把理論預測的數字交給柏林天文台的伽勒(Johann Gottfried Galle),據說不到一小時,一個新的行星就被找到了──這顆行星就是海王星。
發現海王星的成功經驗,給後世科學家許多啟發。羅威爾試著如法炮製,尋找「X 行星」。可惜歷史無法順利地複製,羅威爾在 1916 年逝世前,並沒有找到這顆 X 行星。不過,他留下的羅威爾天文台繼續運作,並在 1930 年找到了一顆新的「行星」,也就是冥王星。羅威爾追尋已久的 X 行星,終於由後人找到了嗎?不,可惜冥王星的質量太小了,根本沒辦法達成羅威爾從行星軌道算出來的預測值。所以,就算 X 行星存在,它絕對不是冥王星!
美國加州理工學院(California Institute of Technology)Konstantin Batygin 和 Mike Brown 根據演算認為太陽系外圍應該有第九顆行星,只是尚未發現而已。那麼,如果第九號行星(Planet 9)真的存在,會有多大?又會有多亮?它的溫度是多少?哪一種望遠鏡可以發現它?
瑞士伯恩大學(University of Bern)天文物理學家 Christoph Mordasini 和 Esther Linder 等人利用電腦模擬想像中位在太陽系外側的行星會如何演化;從模擬結果,估計這顆天體現今的半徑約為地球半徑的 3.7 倍,表面溫度則約為攝氏零下 226 度。
Batygin 等人平常是研究位在距離僅數光年遠的恆星周圍塵埃盤中的年輕系外行星,他們擅長於利用電腦模擬這些系外行星的演化。他們計畫未來利用如韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)等儀器直接拍攝到這些系外行星。