北辰
1930年1月的一天,洛韋爾天文臺,湯博正在驗看一些圖片,黑色的圖片上密密麻麻都是亮點,這就是望遠鏡拍攝出來的天文底片。湯博的努力沒有白費,通過比較幾張圖片,他發現了一個移動的亮點——冥王星。當時人們認為冥王星的質量很大,所以它也迅速地獲得了第九大行星的寶座。
冥王星距太陽有45天文單位(天文學把地球到太陽的平均距離稱為1天文單位,1天文單位約等于1.496億千米),實在太遠了!那是一個陰冷、黑暗充滿未知的神秘世界,被人們稱作是地獄,也就是中國傳說中的冥界,冥王星這個名字已經表明了它所處的位置。
1978年7月,另一個人也在研究天文底片,他是美國海軍天文臺的克星里斯蒂,他當然不是試圖發現什么新的大行星,他對冥王星的照片感到奇怪,他發現冥王星上似乎起了個疙瘩,他不知道這是怎么回事,于是他把1970年以來所有的冥王星照片統統找出來研究,最后得出結論,這個隆起物是冥王星的衛星,也就是“冥衛一”。既然它也在地獄里,那么它的名字當然也有特色,它被命名為“卡戎”。在希臘神話中,卡戎是一位擺渡的艄公,如果誰死了,他就會把死者的尸體送過冥河,進入冥界。
卡戎的出現,讓人們知道原來冥王星并不孤獨,它還有一顆衛星,但這顆衛星實在有些奇怪,冥王星直徑2 274千米,而冥衛一直徑1 212千米,它們之間體積、質量相差較小,遠不如其他行星和其他衛星那樣相差大,于是,它們被看作太陽系中的孿生兄弟,有的天文學家常把它們叫作“雙行星”。
雙行星是奇特的,這里還有更奇特的地方,卡戎環繞冥王星運行的周期是6.386 7天,它的自轉周期也是6.386 7天,更奇怪的是,冥王星的自轉周期也是6.386 7天。這就造成一種奇怪的景象:站在冥王星上的人,看冥衛一不會有任何移動,就像跳貼面舞,永遠以一面沖著對方。
這種太陽系獨一無二的主仆關系表明,守衛在太陽系邊疆的冥王星充滿了叛逆的個性。它在多個方面都跟我們固有的大行星理論發生沖突。雖然如此,當時也沒有影響冥王星大行星的地位,它依然還坐在太陽系的第九把交椅上,讓它的地位受到威脅的是柯伊伯帶天體的出現。
柯伊伯的預言
荷蘭裔美籍天文學家柯伊伯沒有湯博那么幸運,他沒有能夠發現大行星,但是,似乎是上天要給他一些補償,他發現了一顆天王星的衛星和一顆海王星的衛星,他對太陽系的研究并不僅僅如此,他還在思考太陽系的起源問題,這個太陽系起源理論談到了柯伊伯帶。
1951年,柯伊伯提出太陽系的邊緣、海王星外側,有些小天體,它們是太陽系形成之后留下的殘骸,它們合在一起環繞著太陽運行,呈現出圓環的結構,就像是太陽的呼啦圈,這就是柯伊伯帶。
當時沒有人重視他的這個預言,但1992年,他的預言被證實,這年,第一個柯伊伯帶天體出現在天文學家的望遠鏡里,這個天體在距離太陽44天文單位的地方,直徑大概有200千米,被編號為1992QB1。似乎是打開了一個窗口,緊接著,一個又一個的柯伊伯帶天體出現了,2000年底,直徑900千米的伐樓拿出現了。2001年,跟卡戎旗鼓相當的2001KX76出現了,到現在,被發現的柯伊伯帶天體超過了1 000個。
這些柯伊伯帶天體有個共性,都由含冰物質組成,用望遠鏡看,它們僅僅呈現出一個暗淡的紅點,多方面都跟冥王星十分相似。如此看來,冥王星也只不過是個普通的柯伊伯帶天體,柯伊伯帶含有在海王星軌道外圍繞太陽運行的1 000多個已知天體,其中大多數都比冥王星小。同時因為表面冰層的反光率很高,冥王星才輕易地被發現。
柯伊伯帶的發現,證實了柯伊伯當年的預言,這讓冥王星第九大行星的地位動搖了,它坐在那里顯得名不正、言不順。但它依然坐在那兒,沒有受到太大的影響,最終影響它命運的是兩位女神。
兩位“女神”與“冥王”的戰斗
2003年11月14日,美國天文學家布朗用望遠鏡發現了一顆新天體,這個新天體在太陽系的邊緣,沿著一條高橢圓的軌道環繞太陽運行,繞太陽一圈需要10 500年的時間,它比冥王星到太陽的距離還遠30億千米,從地球坐航天飛機要花40年時間才能到達。那里接收到的太陽光少得可憐,放在太陽上的一根大頭針就可以遮住照到它身上的全部光芒。它的表面是太陽系最寒冷的地方,這使給它起名字的科學家想到了地球上寒冷的北極,想到了那里的因紐特人,在因紐特人的神話傳說中創造生命的女神叫塞德娜,于是,塞德娜就成了這顆新天體的名字。
一個是創造生命的“女神”,一個是掌管死亡的“冥王”,這種對立關系注定塞德娜和冥王星間要進行一場戰斗。賽德娜直徑在1 288千米至1 771千米間,大小約為冥王星的四分之三。這讓人們想起一直在尋找的太陽系第十大行星。如果冥王星能坐在第九把交椅上,毫無疑問,賽德娜應該坐上第十把交椅。
賽德娜不甘心在這寒冷的太陽系邊疆無條件地接受“冥王”的統治,但它的挑戰并沒有最后的結果。這個時候,另一位更加強大的“女神”出場了,它來幫助賽德娜反抗“冥王”的統治。
2005年7月,美國天文學家布朗宣布,他發現了一個冥王星以外的天體,距太陽160億千米,這立刻引起人們的高度關注——這家伙的直徑比冥王星還大,達到了2 500千米,人們叫它“齊娜”,這是神話中一個好戰的“女神”,齊娜自然不會甘當“冥王”的子民,它也試圖得到第十大行星的寶座。
冥王星的橢圓軌道和雙行星特征及柯伊伯帶的出現只是引起人們的懷疑,并沒使它的地位受影響,但生命“女神”賽德娜和好戰“女神”齊娜的出現,卻讓冥王星受到了前所未有的挑戰,它的地位已經岌岌可危。太陽系邊疆的烽火已經點燃,而且越燒越旺,它所帶來的必然是一場革命的風暴。
太陽系邊疆的革命
2006年8月,國際天文聯合會2 400多名天文學家聚集捷克首都布拉格,他們必須要制定一種法律,來平息太陽系邊疆的烽火。
按照國際天文聯合會最初的議案,有關太陽系邊疆法律的制定涉及的范圍很廣,他們準備把卡戎、齊娜,還有太陽系內部小行星帶的谷神星拿出來一起討論,于是,太陽系邊疆的烽火開始伸延到太陽系的內部。而且還多了三個“候選人”,太陽系的大行星有可能增加到12顆。遺憾的是,這個名單中并沒有賽德娜,相反,冥王星的衛星卡戎卻要升格為大行星。
但是這提案遭到了另一派天文學家的反對,太陽系邊疆的烽火也燒到了地球上,所有的天文學家都參與了這場爭論,因為這不僅僅是兩位“女神”挑戰“冥王”地位的問題,其實是一次為太陽系建立憲法的大會,力求盡可能地完善制度,不再出現法律的漏洞。經過幾天的討論,大會為大行星這個概念建立了一條重要的規則,那就是“大行星需要掃清自己軌道周圍的障礙物”。
谷神星沒有做到這一點,在它的周圍還有很多的小行星,它從屬于小行星帶。至于這次被革命的主角——冥王星,也不符合這條規定。冥王星不能掃清自己軌道上的障礙物,這方面有兩個特征:一般行星的衛星都比較小,可以圍繞著行星運行,但是冥王星就不一樣了,它的衛星卡戎個頭實在太大了,與其說是卡戎圍繞著冥王星轉,還不如說是它們一起圍繞著共同的引力中心轉,這讓冥王星環繞太陽的運行顯得有些拖泥帶水,不夠利落。另外,其他八大行星的軌道基本是正圓形,但冥王星的軌道卻是長長的橢圓形,它有時甚至會越過海王星的軌道,這時候,它就比海王星距離太陽還近,這種越軌行為也表明,它沒能夠清除自己軌道上的障礙物。
2006年8月24日,國際天文聯合會正式向外界宣布,廢除冥王星大行星的稱號。按照會議的精神,它們給冥王星重新安排了一個應該擁有的地位,那就是“外海王星天體”,也就是我們通常認識的柯伊伯帶天體,并將冥王星作為該類天體的“典型”代表。
太陽系邊疆的革命終于有了最后的結果,賽德娜和齊娜兩位“女神”都沒能夠登上第十大行星的寶座,它們跟冥王星較量的最后結果是把冥王星拉下了第九大行星的寶座,從此,它們開始平起平坐,一起被稱為“外海王星天體”,也可以被稱為“矮行星”。
太陽系邊疆的革命其實是太陽系一次完善的法制建設,九大行星的時代已經結束了,八大行星的時代剛剛開始,如果在柯伊伯帶又發現了比冥王星更大的天體,那么它立刻就會擁有自己的頭銜——“外海王星天體。”再也不用烽火連天地爭斗了。但如果這顆行星的質量足夠大,遠遠地超過冥王星,達到我們地球的標準,那又該怎么辦呢?
知識鏈接
太陽系
太陽系是以太陽為中心,和所有受到太陽引力約束的天體的集合體。太陽系是銀河系的一部分。銀河系是一個棒旋星系,直徑約十萬光年,包括兩千多億顆恒星。太陽是銀河系較典型的恒星,離星系中心大約2.5~2.8萬光年。
太陽系的主要成員——八大行星,特指太陽系的八個行星,按照離太陽的距離從近到遠,它們依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。這八大行星都位于差不多同一平面的近圓軌道上運行,朝同一方向繞太陽公轉。除金星以外,其他行星的自轉方向和公轉方向相同。
軌道環繞太陽的天體被分為三類:行星、矮行星和太陽系小天體。這其中包括八大行星及至少173顆已知的衛星、5顆已經辨認出來的矮行星和數以億計的太陽系小天體。