迈克尔·布朗（Michael E. Brown）经常被称为“杀死冥王星的人”，但是他把这个绰号带走了。布朗在加利福尼亚理工学院坐在阳光明媚的帕萨迪纳办公室，开玩笑说冥王星在2006年被重新分类为一个矮人星球。前一年，布朗发现了埃里斯，一个比冥王星更大的外太阳系的一个冰冷的矮人，适合于希腊的冲突女神。
布朗现在有充分的理由希望历史可以记住，他不是为了冥王星的煽动性降级，而是作为一个尚未见到的真正的第九个星球的代号，这是一个海王星大小的世界，如此庞大，可能会使整个太阳系几度左右
我在下午晚些时候见到布朗，早餐后不久。这位52岁的运动一周的胡子和匡威运动鞋正在转移睡眠时间表，以便在夏威夷毛纳凯亚雪山峰会上扫描天空，远程保管望远镜。布朗去年与康斯坦丁·巴蒂金（Konstantin Batygin）的计算，布朗的前学生现在占据了他旁边的教师办公室，表明“九号行星”是真实的。他们相信，他们相信，将一个如此远离太阳的冻结世界，也许是5.5光时，或者大约1500亿公里，表面上的中午不比地球上一个月亮的夜晚亮起来。
说服或至少感兴趣的几个汇总的证据线，世界各地的天文学家团队正在试图回答明显的下一个问题：九号行在哪里？虽然它被认为是地球的8到10倍，是广泛的2到4倍，但似乎很难发现。
耶鲁大学的天文学家格雷格·劳克林（Greg Laughlin）说：“我们对当前位置和亮度的最佳估计比地球远离太阳的950倍。”像冥王星的最小卫星一样微弱，“九号行星”几乎不到两个像素在哈勃太空望远镜的相机上。搜索者可以轻易地错过传感器噪声的随机斑点和遥远和可变恒星的闪烁。而且因为地球离地球很远，靠近至少需要15000年的高度椭圆形路径的远端才能完成，天文学家必须等待一天或更长时间才能在正确的天空照片之间观看行星的转移其明显的位置相对于更遥远的星星。
地球上巨大的望远镜几个月来一直在扫描天空。布朗和巴蒂金已经在日本的亚鲁巴望远镜Mauna Kea上观察到，北亚利桑那大学的退伍军人小行星猎人乍得特鲁希略和卡内基科学院的斯科特谢泼德 - 利用该天文台的巨型镜子（横跨8.2米）和其3公吨，870万像素摄像头。而其他天文学家，无论是专业人士还是业余爱好者，正在挖掘图像档案，希望在干草场找到这个针。
他们中的任何一个都可以幸运。但是，聪明的钱就在于软件，要么提供采石场，要么将其显露为幻觉。在超级计算机和云端运行的模拟是建模数十亿年的天体力学，以遏制“行星九”最有希望的路径。帕萨迪纳喷气推进实验室的工程师们一直在分析卡西尼航天器的遥测技术，以了解其在巨大轨道中的推定行星的现状。一对雄心勃勃的研究生正在准备在Petaflop规模的Cray XC40超级计算机上部署机器学习软件。他们的策略旨在巧妙地将“九号行星”隐藏在一起的多个图像混合在一起，形成一个不可思议的图像。
虽然许多天文学家分享布朗对于170年来首次发现地球大地的前景的热忱，但有些人担心被数据中微妙的偏见或简单巧合所迷惑。“我的本能 - 完全不合理 - 就是有三分之二的机会真的在那里，”劳克林说。
如果他保持了更好的记录，伽利略就会发现天王星。他在1612年发现了海王星，但是误以为是一个明星。直到1781年，业余的观众威廉·赫歇尔（William Herschel）偶然发现他认为是彗星。他通知其他天文学家，他们最终制定了一个圆形轨道，显示它是一个行星，他们命名天王星。
进一步的观察显示，天王星有时偏离其计算的轨道 - 线索到另一个未被发现的行星在那里，把它关闭。1846年，John Couch Adams和Urbain LeVerrier独立地使用这些偏差来计算海王星的质量，其轨道的大小和形状及其在天空中的当前位置。这两个数字都是错误的 - 除了关键的一个在哪里，LeVerrier预测在1度以内。德国天文学家们将望远镜指向那个地方，在不到一个小时的时间内就发现了海王星。
海王星解释了天王星的大部分异常动作，但并不是全部。1905年，一位富有而雄心勃勃的美国数学家Percival Lowell在亚利桑那州弗拉格斯塔夫的观景台设立了一个项目，搜寻海王星以外的星球，但是在居民天文学家克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）遇难之前，遇到了幸免的事故。当航海家2在半个世纪之后飞行海王星时，天文学家得知海王星的质量曾高估了0.5％。纠正这个错误充分地解释了天王星的奇怪的动作，这是微不足道的冥王星。
这个笨拙的行星探测历史并没有阻止巴蒂金和布朗。自2001年以来，布朗率先发现了位于海王星轨道之外的一个巨大的冰冷的飞机架的Kuiper Belt内外的十几个反海王星物体（TNO）。布朗的三个发现--Eris，Haumea和Makemake - 已经在冥王星上正式获得了矮人行星的排名。其他的，如Sedna，Orcus和Quaoar，都是符合这一荣誉的。（通过一个定义，一个行星表现出引力优势，绕着附近的物体，或者将它们扔在远离星星的地方，另一方面，矮星星的引力场太弱，不能以相同的程度影响附近的物体。）
现在布朗正在狩猎所有的最大奖。他的追求于2014年夏天开始有一天，当时他走进了Batygin的办公室，挥舞着自然之旅。“你看过这么多奇怪吗？”他问。他在Trujillo和Sheppard最近发表的一篇文章中指出了一张图表，报告说2012年VP 113的发现，这是一个奇怪的新TNO，怀疑是一个矮冰星球。
像Sedna一样，Brown和Trujillo在十年前发现了一个冰冷的矮人，VP 113是一个极端的TNO，它与Kuiper带神秘地“分离”，现在离海王星不远。同样喜欢塞德娜，副总理113将旅行一个极其细长的轨道，倾斜在一个奇怪的陡峭的角度，所有的行星（除了混乱的水星）移动的不变平面。
Trujillo和Sheppard在图表中显示，迄今为止发现的所有12个极端TNO都具有长轴大致对齐的轨道，而不是按预期随机扩展。“这表明，”他们写道，“一个庞大的太阳系外太阳能系统” - 也许是一个未被发现的行星 - “可能存在”。他们还浮出了其他几个可能的解释。
不同于布朗，特鲁希略和谢泼德，他们都专注于观察，这位31岁的巴蒂金在天文力学方面享有盛名。将六个最遥远的TNO的数字插入黑板上的快速计算中，Batygin意识到“perturber”必须是一个巨大的行星，也是一个高度细长和倾斜的路径。该星球的重复引力影响将使TNO的轨道不会在太阳周围进入不同的对准。
一年来，他和布朗检查了所有其他可能的机制，同时运行了数十年的超级计算机模拟的太阳系，第九大行星被添加到组合中。他们计算出来的巧合是非常不可能的。“如果我们从这个距离中随机挑选六个物体，我们多久会聚集这个紧密的东西？”Batygin回忆说。“答案约为0.007％。”
Trujillo说，这些赔率现在更加陡峭，因为已知会影响太阳系外围的相关怪球飞机的列表已经延长了：从2016年初的6日到20日，Trujillo说。大约十几个物体在与“九号行星”相同的垂直倾斜平面内轨道运行，但是它们与地球相反的方向扫射太阳; 其他几个人与地球保持一致。然后，有几个飞机在与太阳系中的其他任何事物几乎正交的角度上疯狂地盘旋; 一些这些甚至还在太阳周围落后。“他们都很美，”巴蒂金说。“随着时间的推移，证据只有增加。”
去年夏天，加州理工学院研究生伊丽莎白·贝利（Elizabeth Bailey）研究了这个百年古老的难题，使得太阳的轴线从垂直于不变的飞机倾斜了6度。是不是太阳的轴线根本就没有改变，因为星星诞生在它的原始行星盘之内 - 而是以高角度的方式行星九号逐渐将所有其他行星向上延伸6度？
贝利计算出了“九号行星”的质量和轨道能够实现这个壮举。数字很好地重叠了Batygin和Brown喜欢的范围。独立的是，一群法国和巴西天文学家在十二月份发表了类似的结果。
随着我们的宇宙后院的一个大但未被发现的行星的想法从可能变为可能，行星九猎人现在必须面对最大的挑战：决定在哪里指向望远镜。“我们实际上并不知道今天的行星在哪里，”巴蒂金说。为了缩小搜索范围，他的团队和其他天文学家正在从计算机模拟中筛选出线索，总结了太阳系十年来的太阳系过去或预测其远景。
在布朗的桌子上溅出两个27英寸的显示器，七张图表混乱了数百条红色和白色条纹。对于未开门者，挂在他办公室墙上的抽象蒙德里安印记更容易解读。但是对于布朗来说，每条条纹都代表着一个小行星或行星，每个图表都捕捉了定义“行星”质量，轨道形状和当前位置的七个关键参数之一。
“我正在运行12个外部太阳系中真实物体的整合，以及他们将如何在未来十年里与”行星九“进行合作，给出七个参数的不同值。”他说。价值的组合是猜测，主要由他的直觉指导。他说：“如果曾经发生过这样的事情”，意味着虚拟太阳能系统将在未来十年内保持嗡嗡作响，而没有新星球破坏，我可以跳起来，“他笑了起来。
由于技术的进步，他的工作站只需两天的时间来模拟200多个示踪物体的天体相互作用十多年。摩尔定律显然有所帮助。但是20世纪90年代初，也在一个称为symplectic整合的算法中带来了巨大的突破，将计算时间减少了一个数量级。然后来到了多核和大规模并行计算系统，这些系统非常适合布朗所说的“令人难堪的并行”问题，例如追踪许多物体的轨道在各种起始条件下如何演化。
辛普森一体化非常复杂，布朗承认他不完全理解数学。他解释说，“但是关键的想法是，利用你已经知道，围绕太阳的任何物体大多遵循一个简单的轨道，就像开普勒行星运动规律加上一些微小的扰动一样。因为symplectic集成商不会浪费时间重新发现开普勒的法律，他们运行轨道模拟数百倍的速度比较老的方法。最受欢迎的symplectic建模平台之一被称为水星（不要与地球混淆），它已经成为几个行星狩猎队伍的选择工具，包括布朗和巴蒂金。
在耶鲁，劳克林和他的研究生萨拉·米尔霍兰德（Sarah Millholland）去年秋天，他用马尔可夫链蒙特卡罗算法来增强水星，使其在有前途的轨道上更快地回到家中。在耶鲁大学使用1,000核心超级计算机集群，他们能够在一个月内模拟总共10年19年的轨道力学，不仅追踪了11个极端的反帝国物体，还追踪了他们观察中的不确定性。
“我们得到的轨道参数与Brown和Batygin的价值观一致，”Laughlin说。“但是我们的模拟给了一个更精确的地方来寻找它。”他们的论文，在2月发表，以及最近的超级计算机模拟在4月由Trujillo提出，将星球九在星座Cetus（鲸鱼）或是Eridanus（河流），距离冥王星的目前距离的约28倍。“这仍然是一个广阔的搜索领域，”特鲁希略说。
同时，在科罗拉多州的西南研究所，DavidNesvorný从太阳系早期一直在修改他更为详细的Kuiper带形成模型，看看当他插入第九颗星球时会发生什么。该模拟基于称为SyMBA的symplectic代码，以一百万个虚拟TNO开始，因为它们可能存在于新生的太阳系中。该系统计算45亿年的演变，然后将结果与天文学家今天看到的结果进行比较。每次运行需要五个多星期才能完成NASA的Pleiades超级计算机的 500个CPU内核。
初步结果似乎令人鼓舞：极端的TNO轨道排列与其他人一样。Nesvorný说：“这表明，”行星九号“可能对此负责。但是，当他再专注于“九号行星”将如何影响某一类彗星时，事情也没有奏效。
“我的模型很好地重现了这些彗星的所有轨道参数 - 直到我添加了”Planet Nine“，”他说。在这个模型中，新的行星倾斜着木星族彗星所发生的所谓的分散盘，使得虚拟彗星比真正的彗星更陡峭地进入太阳系。
Planet Nine的理论存在的更多注意事项来自Cassini探测器，该探测器自2004年以来一直围绕土星。从飞船速度和其他遥测的微小变化来看，卡西尼队计算出距地球到土星的距离在3米以内。这些距离测量结果可能会显示土星轨道上的偏差，这是由于来自“九号行星”的拉力，但只有当它接近或足够大时才能显示出来。JPL的首席工程师威廉·福尔克纳（William Folkner）说，他和他的同事检查了这些数据，并没有看到土星轨道的可察觉的扭曲。所以，如果“九号行星”存在并且是地球质量的10倍，那么它必须在它的假设轨道的最远点的25度内，他说。
结果正面和负面，帮助少数观察员现在在望远镜上狩猎“九号行星”。除了在斯巴鲁工作的团体之外，谢泼德和特鲁希略也是智利高地的领先搜索者，以防地球从南半球更容易看到。在那里，4米Blanco望远镜上的570万像素的黑暗能量相机（DECAM）和6.5米的麦哲伦望远镜都在追捕。
“我实际上认为我们不会通过扫描天空发现”九号行星“，”布朗说。“我们可以，但我认为有人会在档案数据中首先找到它，”从已经拍摄了大量天空的调查中。在天王星和海王星被发现之后，天文学家注意到，早期的星际大战已经记录了这两个世界，但没有认识到他们是什么。现在至少有四项努力正在为老照片寻找新星球。
密西根大学的戴维·格雷斯（David Gerdes）一直在梳理 DECam调查观察的档案，以找到地球的图像。巧合的是，布朗注意到，“我们预测的行星路线将通过黑暗能量调查的视野。”
业余爱好者也纷纷跳入比赛。美国宇航局戈达德太空飞行中心的Marc Kuchner在二月份帮助推出了众所周知的努力，以便与天空中同一地点的广域红外探测空间望远镜制作的连续红外图像进行比较。到七月份，该项目招募了四万名志愿者，他们彻底审查了超过十五万五千个空间。三月份发布的一份南极天空版，其数据来自澳大利亚SkyMapper望远镜，仅在短短三天内就会播放106,000个搜寻地区。作为这些公民科学项目，可悲的是，他们的成功几率很低，因为涉及的小型望远镜通常不能收集足够的光线来看到像“九号行星”那样暗淡和遥远的东西。
加州大学伯克利分校的研究生迈克尔•梅德福德（Michael Medford）和丹尼•戈德斯坦（Danny Goldstein）认为他们有解决这个问题的办法。在2009年至2016年期间，使用位于圣地亚哥北部山脉的1.2米望远镜拍摄数十万幅图像，涵盖了“2009年至2016年全球拍摄”的搜索区域，他们的系统将以巧妙的方式组合多个图像，使其变亮来自Planet Nine的光线闪烁足以将它们与背景噪音区分开来。
Medford指出：“因为地球正在移动相对于背景星星，所以你不能将叠加的图像加在一起。” 相反，他们的软件选择Planet Nine的许多不同的合理轨道中的每一个，将地球的运动投射到相关的天空斑块上，然后抵消连续的图像以叠加和增亮与行星相对应的任何像素。由他们的教师顾问Peter Nugent编写的软件管道执行重叠并减去已知对象，如星星。
计算任务是巨大的，因为地球的轨道仍然是如此不确定。Medford估计，要进行98％的完整搜索，他们将需要执行100亿次图像比较。幸运的是，Nugent有时间分配在Cori超级计算机上，这是一个新的Cray XC40系统，最近在世界排名第五。
假阳性是不可避免的。戈德斯坦说：“即使我们每一百万次搜索只有一次假冒，我们仍然会得到10,000个假行星。” “所以我们将通过一个训练有素的机器学习系统来传递所有检测物品，以捕捉和排除人造物：卫星轨迹，热像素，宇宙射线和其他杂散源。
随着数据已经存在，两人期望系统并行运行数百个Cori的CPU节点和每个节点的278个超线程，在短短几天内完成了8月份的切换。“我们将坐在我们座位的边缘，”戈德斯坦说。“无论我们是否找到P9，这种方法可以用于检测其他TNO。”
“我为他们生根，”布朗说。尽管他自己的主要发现都是经典的观察，但我自1998年以来一直在做这件事。“他说。“很无聊 - 我已经厌倦了。”
当他的父亲，一名美国航空航天局工程师在阿波罗登月任务上工作时，他回到了技术的头顶。他认为，通过巧妙的计算方法发现一个主要的星球将会更好，“他认为，因为它将代表一个令人印象深刻的双重发现：一个新的巨人添加到天上的万神殿，加上一个强大的新的计算技术，揭露隐藏在我们的小小的神秘物体宇宙的角落
免责声明：本文由入驻邦投条平台的作者撰写，除邦投条官方账号外，文章观点仅代表作者本人，不代表邦投条立场，文章版权归原作者所有，请联系原作者申请授权。文章内容仅供参考，不构成投资建议。若有投资者据此操作，风险自担。如您发现内容存在版权问题，请提交相关链接至邮箱：banquan@rongebang.com，我们将及时予以处理。阅读更多有价值的内容，欢迎下载 邦投条APP
