北辰
1930年1月的一天,洛韋爾天文臺,湯博正在驗(yàn)看一些圖片,黑色的圖片上密密麻麻都是亮點(diǎn),這就是望遠(yuǎn)鏡拍攝出來的天文底片。湯博的努力沒有白費(fèi),通過比較幾張圖片,他發(fā)現(xiàn)了一個移動的亮點(diǎn)——冥王星。當(dāng)時人們認(rèn)為冥王星的質(zhì)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(xué)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(shí)在太遠(yuǎn)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(jīng)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(dāng)然不是試圖發(fā)現(xiàn)什么新的大行星,他對冥王星的照片感到奇怪,他發(fā)現(xiàn)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(tǒng)統(tǒng)找出來研究,最后得出結(jié)論,這個隆起物是冥王星的衛(wèi)星,也就是“冥衛(wèi)一”。既然它也在地獄里,那么它的名字當(dāng)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(jìn)入冥界。
卡戎的出現(xiàn),讓人們知道原來冥王星并不孤獨(dú),它還有一顆衛(wèi)星,但這顆衛(wèi)星實(shí)在有些奇怪,冥王星直徑2 274千米,而冥衛(wèi)一直徑1 212千米,它們之間體積、質(zhì)量相差較小,遠(yuǎn)不如其他行星和其他衛(wèi)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(xué)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(huán)繞冥王星運(yùn)行的周期是6.386 7天,它的自轉(zhuǎn)周期也是6.386 7天,更奇怪的是,冥王星的自轉(zhuǎn)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(wèi)一不會有任何移動,就像跳貼面舞,永遠(yuǎn)以一面沖著對方。
這種太陽系獨(dú)一無二的主仆關(guān)系表明,守衛(wèi)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(fā)生沖突。雖然如此,當(dāng)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(xiàn)。
柯伊伯的預(yù)言
荷蘭裔美籍天文學(xué)家柯伊伯沒有湯博那么幸運(yùn),他沒有能夠發(fā)現(xiàn)大行星,但是,似乎是上天要給他一些補(bǔ)償,他發(fā)現(xiàn)了一顆天王星的衛(wèi)星和一顆海王星的衛(wèi)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(cè),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(huán)繞著太陽運(yùn)行,呈現(xiàn)出圓環(huán)的結(jié)構(gòu),就像是太陽的呼啦圈,這就是柯伊伯帶。
當(dāng)時沒有人重視他的這個預(yù)言,但1992年,他的預(yù)言被證實(shí),這年,第一個柯伊伯帶天體出現(xiàn)在天文學(xué)家的望遠(yuǎn)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(xiàn)了,2000年底,直徑900千米的伐樓拿出現(xiàn)了。2001年,跟卡戎旗鼓相當(dāng)?shù)?001KX76出現(xiàn)了,到現(xiàn)在,被發(fā)現(xiàn)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(zhì)組成,用望遠(yuǎn)鏡看,它們僅僅呈現(xiàn)出一個暗淡的紅點(diǎn),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(yùn)行的1 000多個已知天體,其中大多數(shù)都比冥王星小。同時因?yàn)楸砻姹鶎拥姆垂饴屎芨?,冥王星才輕易地被發(fā)現(xiàn)。
柯伊伯帶的發(fā)現(xiàn),證實(shí)了柯伊伯當(dāng)年的預(yù)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(yùn)的是兩位女神。
兩位“女神”與“冥王”的戰(zhàn)斗
2003年11月14日,美國天文學(xué)家布朗用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)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(huán)繞太陽運(yùn)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(yuǎn)30億千米,從地球坐航天飛機(jī)要花40年時間才能到達(dá)。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(xué)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(chuàng)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(chuàng)造生命的“女神”,一個是掌管死亡的“冥王”,這種對立關(guān)系注定塞德娜和冥王星間要進(jìn)行一場戰(zhàn)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(yīng)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(tǒng)治,但它的挑戰(zhàn)并沒有最后的結(jié)果。這個時候,另一位更加強(qiáng)大的“女神”出場了,它來幫助賽德娜反抗“冥王”的統(tǒng)治。
2005年7月,美國天文學(xué)家布朗宣布,他發(fā)現(xiàn)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(guān)注——這家伙的直徑比冥王星還大,達(dá)到了2 500千米,人們叫它“齊娜”,這是神話中一個好戰(zhàn)的“女神”,齊娜自然不會甘當(dāng)“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(xiàn)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(zhàn)“女神”齊娜的出現(xiàn),卻讓冥王星受到了前所未有的挑戰(zhàn),它的地位已經(jīng)岌岌可危。太陽系邊疆的烽火已經(jīng)點(diǎn)燃,而且越燒越旺,它所帶來的必然是一場革命的風(fēng)暴。
太陽系邊疆的革命
2006年8月,國際天文聯(lián)合會2 400多名天文學(xué)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(lián)合會最初的議案,有關(guān)太陽系邊疆法律的制定涉及的范圍很廣,他們準(zhǔn)備把卡戎、齊娜,還有太陽系內(nèi)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(nèi)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(wèi)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(xué)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(xué)家都參與了這場爭論,因?yàn)檫@不僅僅是兩位“女神”挑戰(zhàn)“冥王”地位的問題,其實(shí)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(xiàn)法律的漏洞。經(jīng)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(guī)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(diǎn),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(guī)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(wèi)星都比較小,可以圍繞著行星運(yùn)行,但是冥王星就不一樣了,它的衛(wèi)星卡戎個頭實(shí)在太大了,與其說是卡戎圍繞著冥王星轉(zhuǎn),還不如說是它們一起圍繞著共同的引力中心轉(zhuǎn),這讓冥王星環(huán)繞太陽的運(yùn)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?xí)竭^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(lián)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(yīng)該擁有的地位,那就是“外海王星天體”,也就是我們通常認(rèn)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(jié)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(jié)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(shí)是太陽系一次完善的法制建設(shè),九大行星的時代已經(jīng)結(jié)束了,八大行星的時代剛剛開始,如果在柯伊伯帶又發(fā)現(xiàn)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?!痹僖膊挥梅榛疬B天地爭斗了。但如果這顆行星的質(zhì)量足夠大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過冥王星,達(dá)到我們地球的標(biāo)準(zhǔn),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(yuǎn),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(yùn)行,朝同一方向繞太陽公轉(zhuǎn)。除金星以外,其他行星的自轉(zhuǎn)方向和公轉(zhuǎn)方向相同。
軌道環(huán)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(wèi)星、5顆已經(jīng)辨認(rèn)出來的矮行星和數(shù)以億計(jì)的太陽系小天體。