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新闻晨报:冥王星迷航记


http://www.sina.com.cn 2006年08月27日 18:21 新闻晨报

  “PlanetX”的魅影

  来认识一下我们的主人公———冥王星。

  1929年,一个叫汤博的青年在美国洛维尔天文台得到了一份工作,他出身贫苦,仅中学毕业,20岁那年他自己拼造了一副可以遥望星斗的望远镜,从此他的生活便和天文联系在
了一起。

  汤博来到洛维尔天文台的时候,天文台恰好新装了一架32厘米的折射望远镜,它被专门用来观察横越海王星的新天体,这一年距离太阳系第八大行星海王星的发现已经有83年了。

  19世纪中叶,自然科学的演进将人类的视线移向了未知的外层空间,1828年,法国大数学家拉普拉斯的遗著《天体力学》最后一卷出版,同时宣告了“天体力学”的诞生,它在此后的一个多世纪里成为了人类远眺苍穹的眼睛。1845年和1946年,英国人亚当斯和法国人勒威耶分别通过计算预测到了天王星外又一颗大行星的位置,1846年9月23日,柏林天文台验证了勒威耶的发现,并采纳了勒威耶的建议沿用

罗马神谱将第八大行星命名为海王星,这是天体力学在19世纪最重要的成果。

  到了19世纪末,望远镜技术的革新为人类观察太空提供了更好的工具,大型折射望远镜纷纷被引入天文台,不过天体力学仍旧是研究行星运动的最优工具。美国人佩西华尔·洛维尔在长期跟踪研究海王星时发现,它并不完全遵循人们根据天体力学预测的轨道运动,在排除了天王星对海王星的影响后,洛维尔预测在海王星外还存在着一颗行星“PlanetX”,是它在左右海王星的运动轨迹。

  遗憾的是,直至洛维尔辞世,他也没能一睹“PlanetX”的魅影,不过他未曾想到,一个在以他名字命名天文台工作的年轻人却完成了他的心愿。1929年汤博来到洛维尔天文台后,他负责观察横越海王星的新天体,当时使用的是相片比对办法。海王星距地球非常远,无法用肉眼直接观测,当时的研究者会按时间顺序通过望远镜拍下目标的一系列照片,通过显微镜进行比对。汤博的工作就是在显微镜下同时比对两张照片,一眼左,一眼右。因为恒星相对不动,所以移动着的行星位置就会出现偏差。1930年2月18日,汤博在双子座附近的恒星中,发现了有一颗移动十分缓慢的小亮点。在经过几个星期的确认后,3月13日,洛维尔生日这天,汤博正式对外宣布,“PlanetX”已被找到。

  “行星”起源于希腊语,原意指太阳系中的“漫游者”。今天,天文学家在太阳系内寻找新行星的方法,实质上与汤博所用的方法相同:假设恒星为静止,然后以它们为背景,寻找运动着的天体。看上去那时行星的定义非常模糊,但事实上在21世纪末之前,人类发现的太阳系天体种类并不多。

  全世界对第九大行星的发现投入了极大的热情,无数关于行星命名的邮件从全世界各地飞来,最后一位美国8岁小女孩的建议被采纳,“PlanetX”被命名为罗马神谱中的冥王(PLUTO)。冥王星的发现不但让全球的教科书印刷厂忙活起来,许多年轻人也开始关注起他们头顶的星空来,这是天文学在20世纪初与大众的一次亲密接触。可是好景不长,几年后二战的爆发无疑粉碎了许多人的梦想,不过在硬币的另一面,战争催生的军事科学却把天文学带进了一个新的时代。

  1932年,K.G央斯基用无线电天线探测到了来自银河系中心(人马座方向)的射电辐射,1937年,第一台射电望远镜诞生。二战结束后,战争遗留的大量雷达设备被科学家们加以利用,射电望远镜逐步开始替代过去传统光学设备。射电望远镜可以通过无线电辐射“看”到人类肉眼看不见的更宽泛的波段,它也让人类“看”到了过去从未谋面的新天文现象。

  柯伊伯带的反击

  相比其它八大行星,冥王星表现得很“另类”,一般大行星的轨道都是规则的圆形,并且八大行星的轨道都在同一平面内,而冥王星的轨道则呈椭圆形,像过山车一样和其它行星构成的平面斜角。1978年6月22日,美国科学家克里斯蒂在观测冥王星图片时发现了一个小突点,他追查了过去的一些照片,都发现了同样的隆起物,经过仔细辨别,原来那是一颗靠近冥王星的小天体。

  克里斯蒂发现的新天体被认为是冥王星的一颗卫星,它被命名为“卡戎”(编号1978P1;罗马神话中冥王的一个狱卒)。“卡戎”的发现使科学家们可以凭借天体力学计算出冥王星的实际大小和质量,经过准确测量后的冥王星大大“缩水”,在20世纪初,天文学家都以为“PlanetX”非常庞大,洛维尔生前甚至认为它的质量相当于6.6个地球。而事实上,冥王星的直径只有2274公里,连月球都不如,星体成分也不明。不过即便如此,单单为冥王星创造一个新的天体术语似乎也没有必要,所以它侥幸保住了自己“行星”的名号。

  到了1992年,科学家发现冥王星一带存在着一群天体,其中不少大小都与冥王星不相上下,被称作“海王星外天体(Trans-NeptunianObjects,简称为TNOs)”或“柯伊伯带天体(KuiperBeltObject,简称为KBO)”。“柯伊伯带天体”的发现对于天文学界是有里程碑意义的,它重新划定了太阳系的结构。一位天文学家说,引人注目的布拉格表决其实就是对发现“柯伊伯带天体”的一次致敬,它的意义远在“冥王星是否是行星?”之上。

  “柯伊伯带天体”被发现后,太阳系天体结构面临重组。天文家们开始在这个问题上进行争论。其中,一方认为直径小于1500英里(大约为2414公里)的天体应该被逐出行星名单———这显然针对的是冥王星。而另一方冥王星的拥戴者则反对这种以“尺寸”论英雄的武断方法。有位研究冥王星的专家尖锐地反驳道:“难道短腿长身的‘腊肠’就不是狗了吗?”由于“行星”是普通人都知道的科学名词,这场讨论便继而进入了公众的视野,从纯科学的争论变成了公共话题。

  美国著名的科普读物作家戴瓦·梭贝尔(行星定义委员会成员之一)在谈到人们的讨论时说道:“由于在‘行星’的定义上缺乏共识,这使得无论是天体物理圈内还是圈外的人看上去都十分可笑。其实,不少我们认为自己很明白的日常生活定义都是含糊的。比如‘生命’这个词就给生物学家出了难题,要是他们在

火星上发现了什么的话,也会希望能对这个词作出界定。”

  (感谢南京紫金山天文台行星专家王思潮、上海交通大学教授江晓原为本文提供帮助。)

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