康斯坦丁·巴特金：追寻无人见过的“第九行星”的天文学家

康斯坦丁·巴特金

Photo: Christopher Michel / CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

出生	1986年3月23日 Moscow, Soviet Union
职业	天文学家、行星科学家
获奖	帕卡德科学与工程奖学金

时不时就有人问康斯坦丁·巴特金（Konstantin Batygin），第九行星是否真的存在。他给出的答案，是大多数科学家会回避的那一种：他认为它就在太阳系的某处。近十年来，他一直在计算这颗隐藏在海王星之外的天体应该位于何处，以及为何至今无人发现它。他很清楚，一次足够深入的巡天观测，就可能让这些研究显得有先见之明，也可能让他沦为笑柄。很少有研究者愿意把自己的名字押在一个可能如此公开地落空的预测上。巴特金是加州理工学院的行星科学教授，同时也是一支摇滚乐队的主唱，似乎并不介意置身聚光灯下。

这场押注背后的经历跨越了三个国家。巴特金出生于莫斯科，父亲尤里·巴特金（Yuri Batygin）是一位加速器物理学家。由于工作原因，全家后来搬到东京近郊的和光市，来到理化学研究所（RIKEN）的粒子加速器设施。在那里，年幼的巴特金读完了日本公立小学，还练习了刚柔流空手道。

1999年，全家在加利福尼亚州摩根希尔定居。当时，1986年3月23日出生的巴特金年仅13岁。他选择了加州大学圣克鲁兹分校，一方面因为那里靠海，另一方面因为学校让他能继续和自己的乐队 The Seventh Season 一起演奏。大二时，他结识了天文学家格雷戈里·劳克林（Gregory Laughlin），两人开始研究太阳系长期的动力学演化。他关于太阳系稳定性的本科毕业论文获得了洛伦·斯泰克奖；2008年，他以天体物理学专业毕业。随后，他于2012年在加州理工学院取得行星科学博士学位，之后先后在尼斯的蔚蓝海岸天文台和哈佛大学理论与计算研究所从事博士后研究。加州理工学院于2014年聘他为助理教授，并在2019年晋升他为正教授。

在第九行星让他成为公众人物之前，他已经凭借跨领域借用物理学工具来解决问题而声名渐起。2010年，他与戴维·史蒂文森（David Stevenson）证明，热木星可能通过欧姆耗散膨胀——电离风驱动的电流穿过行星磁场时释放的热量，会使行星变得更加膨大。2015年，他和劳克林提出，早期太阳系曾经存在一群近距离行星；当木星穿过太阳星云向外迁移时，这些行星遭到摧毁。

随后，在2016年1月，他与加州理工学院天文学家迈克·布朗（Mike Brown）在《天文学杂志》发表论文。布朗在太阳系外围的发现曾助推冥王星被逐出行星行列。两人在论文中指出，海王星之外的少数遥远天体，其轨道聚集在相同方向。他们给出的解释是：一颗质量达到地球数倍、运行轨道漫长而扁长的未知行星。此后，两人不断完善这一理论；到2021年，他们对这颗天体的最佳估算已收敛至约六个地球质量。他们还利用兹威基瞬变天文台（Zwicky Transient Facility）以及后来泛星计划（Pan-STARRS）的历史巡天数据自行搜寻，却一无所获，不过也因此逐步缩小了这颗行星仍可能藏身的天区范围。

这一理论最薄弱之处始终在于证据基础，批评者也一直对此提出质疑。所谓轨道聚集现象，依据的是少数极端海王星外天体；而只能在一年中的特定时段观测天空特定区域的巡天项目，可能会制造出并不存在的规律。外太阳系起源巡天（Outer Solar System Origins Survey）在经过严格校准的样本中没有发现这种聚集。2021年，密歇根大学凯文·纳皮尔（Kevin Napier）领衔的团队得出结论，认为他们的数据无法排除轨道均匀分布的可能。布朗和巴特金则回应称，在校正观测偏差后，轨道聚集的统计显著性仍达到99.6%的置信度；批评者所依据的巡天项目本身也存在观测盲区。这场争论背后确实有一个值得担心的问题：如果随着新天体不断出现，假说中的行星质量和轨道也一再被修订，它看起来就可能变成一个永远无法证伪的理论。巴特金的应对方式，是发表可能让自己难堪的预测。例如，他在2024年与亚历山德罗·莫比德利（Alessandro Morbidelli）、布朗和戴维·内斯沃尔尼（David Nesvorný）发表论文，预测第九行星会不断将低倾角、穿越海王星轨道的天体推入巨行星区域。

第九行星是最吸引眼球的研究主题，却并非巴特金大部分科学工作的内容。2018年，他展示了如何用薛定谔方程对天体物理盘的演化进行建模，并提出木星和土星的自转速度远低于解体极限，是因为它们与周围盘状物质之间存在磁耦合。2020年，他和莫比德利描述了伽利略卫星如何由被困在年轻木星周围的毫米级冰粒形成。2023年，两人又提出，银河系中最常见的行星——超级地球——是在狭窄的岩质微行星环中形成的；太阳系之所以没有超级地球，是因为自身的行星环质量相对较小。2025年，他与弗雷德·亚当斯（Fred Adams）在《自然·天文学》发表研究，借助木星两颗较小的内侧卫星——阿马尔忒亚和忒拜——的轨道，重建了大约38亿年前、第一批固体物质形成后不久的木星：当时它的半径约为现在的两倍，磁场强度则约为如今的50倍。

他最近的研究则把目光投向遥远的未来。2026年，巴特金、吉姆·富勒（Jim Fuller）和亚当斯在《天体物理学杂志快报》提出，垂死太阳阶段性且不对称的质量损失，很可能会在太阳变成白矮星后的约十亿年内扰乱外侧行星；这意味着行星系统的寿命远短于以往估算。同年，他和莫比德利用开普勒-36系统周围的紧密轨道共振等现象，作为行星会远距离迁移的证据。他还将在2026—27学年讲授加州理工学院的行星系统形成与行星物理课程。

离开实验室后，他仍是 The Seventh Season 的主唱兼吉他手，也曾在多部纪录片中以本人身份出镜，包括NOVA、2019年迷你剧集The Planets，以及《宇宙是如何运行的》（How the Universe Works）的多集节目。《福布斯》在2015年将他列入“30位30岁以下科学界精英”榜单，《大众科学》于2016年评选他为“杰出十人”之一，2017年他获得帕卡德科学与工程奖学金。

他一直等待的检验如今已经开始。薇拉·鲁宾天文台于2026年启动为期十年的时空遗产巡天项目；它将反复、深入地观测南半球天空，收集到的数据正是发现那颗暗淡、移动缓慢、距离太阳比地球远数百倍的行星所需要的资料；这些观测也可能证明，支撑这一假说的轨道聚集现象从未真实存在。无论结果如何，这都将为定义巴特金公众生涯的争论画上句号。接下来几年里，鲁宾天文台收集的数据将决定他等来的究竟是哪一种结果。

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