太陽系遠處似乎潛伏著一些巨大的東西，與一些海王星以外的庫珀帶巖石的軌道相混淆。一些天文學家認為它是一顆行星，質量大約是地球的5倍，并稱其為：九號行星。

（創意太陽系 圖源：bing）

但是找到這個潛在的潛伏者并不那么容易。從地球上看，它顯得非常渺小而微弱。我們甚至不知道該仰望哪一邊的天空去尋找它。天文學家正在仔細研究（在此過程中也找到了其他一些非常好的資料），這是一項緩慢而艱苦的工作。

不過，根據一篇論文，或許還存在另一種方法：NASA的過境系外行星勘測衛星（TESS）——它很可能已經觀測到了九號行星，并將其隱藏在TESS數據中。你可能會想：“嗐，這本就是一架搜尋行星的望遠鏡呀。”但是尋找距離很遠的行星和尋找距離相對較近的行星是兩回事。

圖解：TESS藝術概念圖-在圍繞其主恒星的熔巖行星前 圖源：NASA戈達德航天飛行中心

TESS通過過境方法尋找系外行星。它長時間地凝望著天空，根據繞行于我們與恒星之間的行星，尋找由其所引起的微弱但規則的星光傾角（稱為過境）。對于九號行星，我們將無法檢測其過境，因為它不會從TESS和太陽之間經過，而且一次曝光并不能顯示出這樣微弱的天體。

（圖解：太陽系外行星探測的過境方法。當觀察者觀察到行星越過恒星前方時，該事件稱為過境。地球行星的過境使恒星的亮度發生微小變化，約為1 / 10,000（百萬分之100，ppm），持續2到16小時。如果是由行星引起的，則此變化必須是絕對周期性的。此外，同一顆行星產生的所有躍遷必須具有相同的亮度變化并持續相同的時間量，從而提供高度可重復的信號和可靠的檢測方法。圖源：NASA）

但是，TESS長時間觀測天空的方式可以與稱為“數字跟蹤”的天文學技術結合使用。為了展現過境驟降，TESS會拍攝多張同一視野的圖像。若將這些圖像疊加，微弱的光線就會變得明亮，從而顯露出原本隱藏著的天體。

由于九號行星是移動的天體，所以僅通過圖像的疊加不一定能揭示該行星。你需要做一些猜測推算出它的預估軌道，接著將曝光按序排列至預估位置的中心，將圖像疊加起來。

圖解：九號行星的理論軌道（橙色），與五個已知藍色物體的垂直軌道、紫色其他物體的預測軌道有關 圖源：wired

“為了發現具有未知軌跡的新天體，我們可以嘗試所有可能的軌道！”研究人員在論文中寫道。只需將圖像、軌道以及視差校正（TESS繞行地球時是高橢圓軌道，因此視線在移動時會產生位移）輸入軟件程序，然后等待結果即可。

雖然這聽起來像是一個漫無目的的做法，實際上仍可能有效。例如，利用哈勃太空望遠鏡進行的數字跟蹤已經發現了海王星之后的幾個天體。

圖解：藝術家眼中的九號行星（nagualdesign/湯姆·魯恩/ESO/Wikimedia Commons）

接下來的問題是：TESS是否強大到足以勘測這顆行星？

這里也有一種檢驗方法——模型表明，“九號行星”的視星等（即從地球上看到的亮度）在19-24之間。有些已知的繞海王星軌道運行的行星，其視星等也在此范圍內，即賽德納（20.5-20.8），2015 BP519（21.5）和2015 BM518（21.6）。

（Holman等人，AAS研究筆記，2019）

這個團隊曾用數字跟蹤分別勘測了這三個天體，它們都顯現了，像非常模糊的低分辨率晶體，不過依然可以識別。你可以在上圖中看到它們：左起為賽德納、2015 BP519、2015 BP518。為了便于查看，圖像顯示為負片。

我們假設，TESS能夠看到這個星等范圍內的所有天體，那就意味著它應該也能夠看到九號行星。甚至，九號行星可能早已存在于現有數據中——只是我們尚未發現。

你需要通過大量的計算去測試所有可能的軌道，所以……有人有備用超級計算機嗎？

該研究已發表在AAS研究筆記中。

過境系外行星勘測衛星（TESS）是NASA探險者計劃的太空望遠鏡，用于在比開普勒任務所覆蓋區域大400倍的區域使用過境方法尋找系外行星。它于2018年4月18日在獵鷹9號火箭上發射。在其兩年主要任務期間，預計將發現2萬多顆正在過境的系外行星——發射時已知的系外行星約為3800顆。然而，截至2019年11月13日，在原定任務結束前不到6個月的時間里，僅發現34顆行星。首張TESS光照圖拍攝于2018年8月7日，公開發布于2018年9月17日。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. sciencealert- Plsuone

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