因為星星就在那裡:飛掠冥王星前人類如何苦尋太陽系邊界

2021-01-19 澎湃新聞

【編者按】

新視野號振奮人心地飛掠冥王星了。

今天我們想和你聊聊太陽系裡的冥王星。

關於太陽系及其行星的故事的書不少,《那顆星星不在星圖上:尋找太陽系的疆界》是可讀性頗高的一本。太陽系的探險歷史長久,研究枝杈極多,作者盧昌海能擇重點而講,講科學和文學巧妙結合。比如,天王星早在1690年就被記錄過,為何直到1781年才被發現?「海王星檔案」隱藏了重大秘密嗎?冥王星緣何會被降級?遙遠的奧託雲天體有可能被觀測到嗎?太陽會有伴星嗎?

北京天文臺研究員陳學雷總結說,「此書介紹了太陽系外圍行星的發現,昌海將其歷史過程娓娓道來,讀者可以從中了解到, 實際科學過程與哲學教科書上的理想化處理之間的差距,也可以更深刻地領悟科學發現的過程。」

澎湃新聞經作者授權摘編該書關於發現冥王星的部分,當然,故事得從更早之前開始講。

無中生有

尋找火神星的天文學家們已全軍盡墨, 但在海王星以外尋找新行星的天文學家們卻還處在忙碌之中, 他們的戰場完全是另一番景象。

我們知道, 海王星之所以能在筆尖上被發現, 是因為天王星存在出軌現象, 而勒維耶之所以尋找火神星, 是因為水星也存在出軌現象, 雖然那種被稱為水星近日點反常進動的出軌現象具有高度的規則性, 從而與天王星的出軌完全不同。 那麼, 尋找海王星以外的行星 (以下簡稱海外行星), 尤其是通過計算手段尋找那樣的行星, 它的依據又在哪裡呢? 很遺憾地說, 只存在於天文學家們那些 「驛動的心」 裡。

自從海王星被發現之後, 天王星的出軌之謎基本得到了解釋, 剩餘的偏差已微乎其微。 但如何看待這細微的剩餘偏差, 卻有很大的講究。 我們知道, 有關行星軌道的任何觀測及計算都是有誤差的, 因此計算所得的軌道與觀測數據絕不可能完全相符。 一般來說, 只要兩者的偏差足夠小, 小於觀測及計算本身所具有的誤差, 這種偏差就算是正常的, 並且往往是隨機的。 天王星的出軌與水星近日點的反常進動之所以引人注目, 是因為它們都遠遠超過了觀測及計算的誤差。 但是, 海王星被發現之後, 天王星的剩餘 「出軌」 實際上已經處在觀測及計算誤差許可的範圍之內, 沒有進一步引申的餘地了。 不幸的是, 發現海王星的成就實在太令人心醉, 以至於此前一直追求觀測與計算的一致, 並願為之奮鬥終身的一些天文學家, 現在卻反而由衷地期盼起觀測與計算的不一致來。 因為唯有那樣, 才有重演海王星發現史的可能。 正是在這種滿心的期待乃至虔誠的祈禱之中, 天文學家們開始在雞蛋裡挑骨頭, 他們的目光變得多疑, 他們不僅 「發現」 天王星仍在出軌, 而且懷疑海王星也不規矩。

1848 年, 距海王星的發現僅僅過了兩年, 法國天文學家巴比涅特 (Jacques Babinet) 就預言了一顆海外行星。 他提出的海外行星的軌道半長徑約為 47-48 天文單位, 質量約為地球質量的 11.6 倍。 他的計算依據是海王星的實際軌道與勒維耶所預言的軌道之間的差別。 顯然, 這是一種完全錯誤的計算邏輯。 因為勒維耶所預言的軌道只是依據天王星出軌現象所作的推測, 而且在推測時還對軌道參數 (比如半長徑) 作過帶有一定任意性的猜測, 從而根本就不是標準的海王星軌道計算 (請讀者想一想, 標準的海王星軌道計算應該是怎樣的?)。 用那樣的軌道來研究海王星的出軌, 套用著名物理學家泡利 (Wolfgang Pauli) 的話說, 那是 「連錯誤都不如」 (not even wrong)。

理論天文學家們的心情固然急切, 觀測天文學家們的動作也不含糊。 1851 年, 距海王星的發現僅僅過了四年多, 英國天文學家辛德 (我們在第 第十八節 中提到過此人, 他是海王星被發現後第一位觀測海王星的英國人) 宣布自己從美國天文學家弗格森 (James Ferguson) 的一份觀測報告中, 發現了一顆軌道半長徑為 137 天文單位的海外行星。 但是, 無論辛德、 弗格森還是其他人, 都沒能再次捕捉到那顆神秘的 「海外行星」, 它的謎底直到二十八年後才揭曉, 原來那是弗格森的一次錯誤的觀測紀錄。

這些早期的謬誤並未阻止更多的天文學家對海外行星作出預言。 從十九世紀中葉到二十世紀初的五十年間, 歐洲和美國的天文學家們輪番向海外行星發起了衝擊, 並取得了如下 「戰果」:

託德 (David Todd) 預言了一顆海外行星, 軌道半長徑為 52 天文單位。

弗萊馬力奧 (Camille Flammarion) 預言了一顆海外行星, 軌道半長徑為 45 天文單位。

福布斯 (George Forbes) 預言了兩顆海外行星, 軌道半長徑分別為 100 和 300 天文單位。

勞 (Hans-Emil Lau) 預言了兩顆海外行星, 軌道半長徑分別為 46.6 和 70.7 天文單位。

達利特 (Gabriel Dallet) 預言了一顆海外行星, 軌道半長徑為 47 天文單位。

格裡戈爾 (Theodore Grigull) 預言了一顆海外行星, 軌道半長徑為 50.6 天文單位。

杜林岡德斯 (Vicomte du Ligondes) 預言了一顆海外行星, 軌道半長徑為 50 天文單位。

西伊 (Thomas See) 預言了三顆海外行星, 軌道半長徑分別為 42.25、 56 和 72 天文單位。

伽諾夫斯基 (Alexander Garnowsky) 預言了四顆海外行星, 但沒有提供具體數據。

一時間外太陽系幾乎變成了計算天文學的練兵場。 在上述計算中, 除天王星和海王星的軌道數據外, 有些計算 (比如弗萊馬力奧和福布斯的計算) 還利用了某些彗星的軌道數據。 但與亞當斯和勒維耶對海王星的預言截然不同的是, 天文學家們對海外行星的預言無論在數量、 質量、 軌道半長徑、 還是具體方位上都是五花八門。 如果一定要從那些預言中找出一些共同之處, 那就是 「三不」: 即全都不具有可靠的理論基礎, 全都不曾得到觀測的支持, 以及全都不靠譜。

為什麼亞當斯與勒維耶預言的海王星參數彼此相近, 而人們對海外行星的預言卻如此五花八門呢? 這個並不深奧的問題終於引起了一位法國天文學家的注意。 此人名叫蓋洛特 (Jean Baptiste Gaillot), 他對天王星和海王星的軌道進行了仔細分析, 然後得出了一個直到今天依然正確的結論: 那就是在海王星被發現之後, 天王星和海王星軌道的觀測數據與理論計算在誤差許可的範圍之內已經完全相符。 換句話說, 天王星的出軌問題已經因為海王星的存在而得到了完全的解釋, 在誤差許可的範圍之內, 根本就不存在所謂天王星的剩餘出軌或海王星的出軌問題。

蓋洛特的分析很好地解釋了為什麼天文學家們有關海外行星的預言如此五花八門, 卻無一中的。 記得很多年前筆者曾經讀到過一則小故事, 說有三位繪畫愛好者去拜訪一位名畫家。 在畫家的畫室裡他們看到了一幅剛剛完成的山水畫, 那畫很漂亮, 但令人不解的是, 在畫的角落上卻有一團朦朧的墨跡。 這三人深信那團墨跡必有深意, 於是便對其含義作出了五花八門的猜測。 後來還是畫家本人為他們揭開了謎底: 原來那墨跡是畫家的孫子不小心弄上去的。 在天文學家們預言海外行星的故事中, 觀測與計算的誤差仿佛是那團墨跡, 它本無深意, 醉心於海王星發現史的天文學家們卻偏偏要無中生有地為它尋求解釋, 從而有了那些五花八門的預言。

分析是硬道理, 事實更是硬道理, 在親眼目睹了那麼多的失敗預言後, 多數天文學家接受了蓋洛特的結論, 認為象預言海王星那樣從理論上預言海外行星, 起碼在當時的條件下是不可能的。 不過預言海外行星的努力並未就此而終止, 因為有兩位美國天文學家偏偏不信這個邪, 他們誓要將對海外行星的預言進行到底。

歧途苦旅

這兩位在歧途上奮勇前進的美國天文學家對新行星的預言風格恰好走了兩個極端。 一位猶如天女散花, 四面出擊; 另一位則謹記傳統方法, 抱元守一。 皮克林 (William Pickering) 是那位喜歡天女散花的預言者。 此人出生在美國的波士頓, 這是世界名校哈佛大學與麻省理工學院的所在地, 有著厚重的學術沉澱。 皮克林有位兄弟擔任過哈佛學院天文臺 (Harvard College Observatory) 的臺長, 而他本人在天文領域也小有成就, 曾於 1899 年發現了土星的一顆衛星, 不過他也熱衷於研究一些後來被證實為子虛烏有的東西, 比如月球上的昆蟲和植被。 總體來說, 皮克林的工作風格不夠嚴謹, 這在很大程度上影響了他的學術成就, 他一生有過的最高學術職位只是助理教授。 皮克林晚年花了大約二十年的時間研究海外行星。 他在這方面的研究很好地示範了他的馬虎風格。 他雖然是一個人在戰鬥, 但提出的海外行星數量之多, 更改之頻, 信譽之低, 以及參數之千差萬別, 全都堪稱奇觀。 自 1908 年提出第一個預言以來, 他先後預言過的海外行星共有七個之多, 且四度更改預言, 他用英文字母對自己的行星進行了編號。 為了對他的 「戰果」 有一個大致了解, 我們將他的預言羅列一下 (其中行星 U 的軌道雖在海王星以內, 卻也是為了解釋天王星海王星的 「出軌」 的而提出的; 帶撇的行星則是相應的不帶撇行星的 「補丁加強版」):

行星 O (1908 年): 軌道半長徑 51.9 天文單位, 質量為地球質量的 2 倍。

行星 P (1911 年): 軌道半長徑 123 天文單位。

行星 Q (1911 年): 軌道半長徑 875 天文單位, 質量為地球質量的 20000 倍。

行星 R (1911 年): 軌道半長徑 6250 天文單位, 質量為地球質量的 10000 倍。

行星 O' (1919 年): 軌道半長徑 55.1 天文單位, 質量為地球質量的 2 倍。

行星 O" (1928 年): 軌道半長徑 55.1 天文單位, 質量為地球質量的 0.75 倍。

行星 P' (1928 年): 軌道半長徑 67.7 天文單位, 質量為地球質量的 20 倍。

行星 S (1931 年): 軌道半長徑 48.3 天文單位, 質量為地球質量的 5 倍。

行星 T (1931 年): 軌道半長徑 32.8 天文單位。

行星 P" (1931 年): 軌道半長徑 75.5 天文單位, 質量為地球質量的 50 倍。

行星 U (1932 年): 軌道半長徑 5.79 天文單位, 質量為地球質量的 0.045 倍。

除孜孜不倦地從事計算外, 皮克林還投入了大量的時間親自搜索這些新行星。 可惜他預言的行星雖多, 在觀測上卻一無所獲。 1908 年, 在他完成了自己的第一個預言——對行星 O 的預言——後, 他向一位名叫羅威爾 (Percival Lowell) 的美國天文學家請求了觀測方面的協助。 這位羅威爾是他的波士頓老鄉, 而且很巧的是, 羅威爾也有一個兄弟在哈佛任職, 且職位更牛, 曾任哈佛校長。 與皮克林研究月球上的昆蟲和植被相類似, 羅威爾也熱衷於研究一些後來被證實為子虛烏有的東西, 比如火星人和火星運河。 羅威爾對天文學的主要貢獻, 是出資在亞裡桑那州 (Arizona) 的一片海拔兩千多米的荒涼高原上建立了著名的羅威爾天文臺 (Lowell Observatory)。 這是美國最古老的天文臺之一, 也是全世界最早建立的遠離都市地區的永久天文臺之一。 這一天文臺早期的一個主要使命, 就是觀測火星運河。

皮克林之所以請求羅威爾提供協助, 除兩人是同鄉兼同行外, 還有一個原因, 那就是皮克林曾在羅威爾天文臺的興建過程中向羅威爾提供過幫助。 照說有這麼多層的 「親密」 關係, 羅威爾是沒有理由不鼎力相助的。 可惜皮克林卻有一事不知, 那就是羅威爾正是那另一位 「不信邪」 的美國天文學家, 他當時也在從事新行星的搜尋工作, 而且已經進行了三年。 有亞當斯與勒維耶的海王星之爭作前車之鑑, 羅威爾對自己在這方面的努力進行了嚴格的保密, 甚至在天文臺內部的通信中都絕口不提新行星一詞。 接到皮克林的請求後, 羅威爾暗自心驚。 他一方面不動聲色地予以婉拒, 另一方面則加緊了自己的努力, 將精力從火星運河上收了回來, 集中到對新行星的研究上來。 不過當他看到皮克林的粗糙計算後, 立刻就放了心, 看來並不是什麼人都有能力從事這方面的工作的。 自那以後, 羅威爾不再避諱提及新行星, 他將新行星稱為行星 X。

羅威爾尋找新行星的努力最初側重的是觀測, 可惜一連五年顆粒無收。 自 1910 年起, 他決定對新行星的軌道進行計算, 以便為觀測提供引導。 羅威爾的數學功底遠在皮克林之上, 與後者的漫天撒網不同, 羅威爾對新行星的計算具有很好的單一性 (即相信所有的剩餘 「出軌」 現象都是由單一海外行星造成的)。 與亞當斯和勒維耶一樣, 他首先對新行星的軌道半長徑作出了一個在他看來較為合理的假設, 然後利用天王星和海王星的 「出軌」 數據來推算其它參數。 在具體的計算上他採用了勒維耶的方法 (因為勒維耶發表了完整的計算方法, 而亞當斯只發表了一個概述)。

那麼新行星的軌道半長徑應該選多大呢? 羅威爾進行了獨特的分析。 由於海王星的發現明顯破壞了提丟斯-波德定則, 因此在尋找海外行星時人們已不再參考這一定則。 為此, 羅威爾提出了一個新的經驗規律, 那就是每顆行星與前一顆行星的軌道周期之比都很接近於一個簡單分數, 比如海王星與天王星的軌道周期之比約為 2:1, 土星與木星的軌道周期之比約為 5:2。 在此基礎上, 他提出一個假設, 即行星 X 與海王星的軌道周期之比是 2:1。 由克卜勒第三定律可知 (請讀者自行驗證), 這意味著行星 X 的軌道半長徑約為 47.5 天文單位。 應該說, 羅威爾的這個猜測有其高明之處, 因為某些行星 (或衛星) 的軌道之間存在著所謂的軌道共振現象, 它們的周期之比的確非常接近簡單分數。 不過軌道共振並非普遍現象, 而且即便出現軌道共振, 也沒有理由認為行星 X 與海王星的軌道周期之比就一定是 2:1。 羅威爾自己或許也意識到了這一點, 他後來還嘗試過兩個不同的軌道半長徑: 43.0 和 44.7 天文單位。 1912 年, 勞累過度的羅威爾病倒了幾個月, 但藉助四位數學助手的協助, 他終於在 1913-1914 年間完成了初步計算, 他給出的行星 X 的質量為地球質量的 6.6 倍。

在進行理論計算的同時, 羅威爾也沒有放棄觀測搜尋。 他將自己一生的最後歲月全都投入到了搜尋新行星的不懈努力之中。 可惜的是, 他 - 以及皮克林 - 的所有努力與以前那些失敗的預言並無實質差別。 如果把他們投入巨大心力所做的計算比喻為大廈, 那麼所有那些大廈 - 無論多麼華美 - 全都是建立在流沙之上的。 隨著時間的推移, 羅威爾的努力越來越被人們所忽視。 1915 年初, 他在美國藝術與科學學院 (American Academy of Arts and Science) 所作的一個有關海外行星搜索的報告受到了學術界與公眾的雙重冷遇, 他的文章甚至被科學院拒收。 自那以後, 羅威爾對新行星的熱情一落千丈, 而他的生命之路也在不久之後走到了盡頭。

1916 年, 羅威爾帶著未能找到行星 X 的遺憾離開了人世。 在他一生的最後五年裡, 羅威爾天文臺積累了多達一千張的照相紀錄, 在那些紀錄中包含了 515 顆小行星, 700 顆變星, 以及 - 他萬萬不曾想到的 - 新行星的兩次影像! 這真是: 有緣千裡來相會, 無緣對面不相逢。

農家少年

羅威爾雖然去世了, 但他為自己的未竟事業留下了一份最寶貴的遺產, 那就是羅威爾天文臺。 他並且還在遺囑中留出了超過一百萬美元作為天文臺的運作經費, 這在當時是一個巨大的數目。 可惜的是, 第一次世界大戰的爆發徹底終止了象尋找新行星那樣的 「小資」 活動。 更糟糕的是, 羅威爾的遺孀因不滿財產分配而發起了一場訴訟官司, 這場官司不僅阻礙了天文臺的運作, 而且耗去了羅威爾留給天文臺的那筆經費的很大一部分。 經歷了這些波劫的天文臺直到 1927 年才重回正軌, 可經費卻已變得拮据。 這時候, 羅威爾那位擔任哈佛校長的哥哥施出了援助之手, 向天文臺捐贈了一萬美元。 在此基礎上, 天文臺開始裝備一臺口徑 13 英寸的照相反射望遠鏡。

發現冥王星所用的望遠鏡

不過世事變遷對羅威爾天文臺的影響不僅體現在財務上, 也涉及到了學術。 當時羅威爾的多數工作 (比如對火星運河的觀測) 已被天文學界判定為是毫無價值的, 而大半個世紀以來有關新行星的天女散花般的 「預言」 也早已信譽掃地。 天文臺是否還要繼承 「羅威爾道路」 呢? 羅威爾生前從事的尋找新行星的工作是否還要繼續呢? 這是羅威爾天文臺面臨的一個新的十字路口。 在這個路口上, 天文臺的資深天文學家們大都作出了與當年那些錯過了海王星的天文學家們一樣的選擇, 即用其它任務填滿自己的工作日程, 不再抽時間從事新行星的搜索。 對於一般的天文臺來說, 這應該就是新行星故事的終結了。 不過羅威爾天文臺終究不是一般的天文臺, 它並未完全忘記創始人羅威爾的心願。 雖然不可能再以新行星搜索為工作重心, 但它當時的託管人 - 羅威爾的外甥普特南 (Roger Putnam) - 決定招募一名觀測助理來從事新行星的搜索。

說來也巧, 恰好就在這時, 一封來自坎薩斯州 (Kansas) 的求職信寄到了天文臺, 求職者是一位 22 歲的農家少年。

這位少年名叫湯博 (Clyde Tombaugh), 1906 年 2 月 4 日出生在伊利諾州 (Illinois), 16 歲時隨父母遷居到坎薩斯州。 受他叔叔的影響, 湯博從小喜愛天文。 由於家境貧寒, 加上父母又不懂計劃生育 (共生育了六個小孩), 湯博中學畢業後只能輟學在家。 他白天幫家裡幹農活, 晚上則沉醉於觀測無窮無盡的星空。 由於沒錢購買合適的望遠鏡, 湯博用廢棄的船艙玻璃、 木板及農機零件, 自己動手製作了口徑為 7 英寸和 9 英寸的望遠鏡。

如果不是 1928 年的一場突如其來的冰雹, 湯博的一生也許就這樣靜靜地在農莊裡度過了。 那一年, 湯博家的莊稼長勢極好, 卻在收穫季節來臨之前毀於冰雹。 這場變故讓湯博覺得應該找一個更可靠的職業來資助家裡。 於是他向當時自己知道的唯一一個天文臺 - 羅威爾天文臺 - 發去了求職信, 並在信中附上了自己的一些筆記和圖片。

美國天文學家湯博(1906 – 1997)

一位務農在家、 且只有中學學歷的小夥子能引起羅威爾天文臺的注意嗎? 很幸運, 答案是肯定的。 湯博在求職信中所附的筆記和圖片給羅威爾天文臺的臺長斯萊弗 (Vesto Slipher) 留下了很好的印象。 他製作望遠鏡的手藝也正是羅威爾天文臺所需要的, 因為天文臺的 13 英寸照相反射望遠鏡當時正在裝配之中。 甚至連他的務農經歷對斯萊弗來說也顯得很親切, 因為斯萊弗本人及天文臺的另外兩位資深天文學家小時候都有過類似的經歷。

1929 年 1 月, 湯博乘坐了整整 28 小時的長途火車抵達羅威爾天文臺, 成為了天文臺的一名觀測助理。 不久之後, 在他的參與下, 天文臺的 13 英寸照相反射望遠鏡完成了裝配及調試工作。

1929 年 4 月, 年輕的湯博正式走上了尋找海外行星的徵途。

與發現天王星及海王星的時代相比, 天文觀測的手段 - 尤其是對暗淡天體的觀測手段 - 已經有了很大的改善。 早期的觀測需要觀測者對天體坐標進行手工記錄, 這對於觀測暗淡天體來說是極為不利的。 因為夜空中越是暗淡的天體數量就越多, 當所要觀測的天體暗淡到一定程度時, 需要排查的天體數量就會多到讓手工記錄成為不可承受之重。 為了解決這一問題, 天文學家們將照相技術引進到了天文觀測之中。 這樣, 手工紀錄的天體坐標就由相片所替代, 而原先需要通過核對坐標來做的尋找新行星的工作, 則可以通過對不同時間攝於同一天區的相片進行對比來實現。

羅威爾當年採用的就是這樣的方法。 這種方法免除了對天體坐標進行手工紀錄的麻煩, 但卻並不意味著天文觀測從此變得輕鬆了。 事實上, 在所要尋找的天體足夠暗淡時, 即便這樣的方法也充滿了困難。 因為一張相片往往會包含幾萬甚至幾十萬個星體, 對比排查的任務極其艱巨, 幾乎達到了肉眼不可能勝任的程度。 而且需要對比的星體越多, 就越容易因疏忽而丟失目標。 為此, 天文學家們又採用了一種新的儀器, 叫做閃視比較儀 (blink comparator)。 這種儀器的工作原理很簡單, 就是將需要對比的相片彼此疊合、 快速切換。 顯然, 位置或亮度發生過變化的天體將會在相片的切換過程中顯示出跳躍或閃爍, 從而變得很顯眼。 更有利的是, 閃視比較儀還可以與光學放大系統結合在一起, 進一步提高解析度。 有鑑於此, 羅威爾天文臺的天文學家們早在羅威爾還在世時, 就曾多次建議羅威爾購買閃視比較儀, 並在 1911 年羅威爾的生日派對上成功說服了羅威爾。

不過閃視比較儀的想法雖然高明, 真正使用起來卻仍不是一件容易的事情, 因為對同一天區的兩張相片只有在拍攝角度、 曝光強度、 膠捲衝洗等方面都保持高度的一致, 才能獲得良好的閃視比較效果。 否則的話, 連那些背景天體也會因為相片本身的人為差異而顯示出變化。 為了獲得最佳的對比效果, 湯博細心歸納了在不同天氣條件下所需的曝光時間, 並選出了一些明亮天體作為校正角度的參照點。 他對每個天區都進行三次拍攝, 以便從中選出兩張最接近的相片進行對比。

寒夜暗影

湯博的搜索工作從接近羅威爾預言的巨蟹座開始。 起初他只負責拍攝, 閃視比較的工作則交由另一位天文學家進行。 1929 年 4 月 11 日, 湯博的搜索工作剛剛進入第五天, 就成功地拍攝到了新行星的倩影。 十九天後, 他在對同一天區進行拍攝時再次將新行星攝入了相片。 可惜的是, 4 月 11 日的照相膠片因天氣寒冷而產生了裂縫, 並且紀錄本身也因太接近地平線而受到了大氣折射的幹擾, 進一步影響了質量。 負責閃視比較的天文學家沒能從數以萬計的天體中發現這組紀錄, 從而錯過了一次可能的發現。 這是繼羅威爾時代的兩次影像之後, 新行星又一次躲過了羅威爾天文臺的搜索。

幾個月後, 負責閃視比較的天文學家越來越忙於其它工作, 很難抽出時間從事閃視比較, 湯博便決定將這項工作接到自己手上。 自那以後, 他每個月用一半的時間從事觀測, 另一半的時間用來做閃視比較。 由於相片上的天體實在太多, 為避免數量壓倒質量, 湯博將每張相片都分割成很多小塊, 每塊包含幾百個天體。 顯然, 這是一項高度重複, 並且極其枯燥的工作。 一般來說, 檢查幾平方英寸的相片就會花去一整天的時間。 當然, 要說其中一點興奮的東西也沒有, 那倒也不是, 時不時地湯博會看到一些變動的天體。 不過, 這時可不能高興得太早, 因為有很多魚目混珠的天體會讓人誤以為找到了目標。 事實上, 湯博在每組相片中都會看到幾十個那樣的天體。 可惜它們要麼是變星, 要麼是小行星、 彗星或已知的行星, 卻沒有一顆是新行星。 這種 「狼來了」 的虛假天體見得多了, 非但不能再帶來興奮, 反而容易使人產生麻痺心理。 但湯博始終保持著高度的敏銳和冷靜, 既不放過半點可疑的東西, 也從未作出過任何錯誤的宣告。

又過了幾個月, 一無所獲的湯博決定不再以羅威爾的預言為參考, 畢竟他老人家的 「預言」 就象火星運河一樣, 口碑並不高, 再緊盯下去有在一顆樹上吊死的危險。 作出了這一決定後, 湯博將搜索範圍擴大到了整個黃道面的附近, 他的這一決定終結了羅威爾的預言對他搜索工作的幫助, 因為這時的他已經走上了類似於巡天觀測的道路。

1929 年在繁忙的觀測中悄然逝去, 湯博在亞裡桑那州寒冷高原的觀測室裡幾乎沿黃道面搜索了一整圈。 1930 年 1 月, 他的望遠鏡重新轉回到了最初搜索過的天區。 唯一不同的是, 上一次是別人在幫他做閃視比較, 而現在卻是他本人在做。

1 月 21 日, 那個九個多月前曾經落網, 卻在閃視比較時從網眼裡溜走的暗淡天體再次出現在了湯博的相片上 - 當然, 這時候雖然 「天知地知」, 湯博本人卻還不知道。 1 月 23 日和 29 日, 在高原寒夜的極佳觀測條件下, 湯博完成了對這一天區的第二和第三次拍攝。

2 月 15 日, 湯博開始檢查後兩次拍攝的相片。 還是老辦法, 先分割, 然後一片一片地進行閃視比較。 2 月 18 日下午 4 時, 他在對比以雙子座 δ 星為中心的一小片天區的相片時, 發現了一個亮度只有 15 等的移動星體。

就象曾經無數次重複過的那樣, 湯博對這一天體進行了仔細的查驗。 45 分鐘之後, 除新行星外的其它可能性逐一得到了排除, 興奮不已的湯博找到資深天文學家蘭普朗德 (Carl Lampland), 告訴他自己終於找到了新行星。 已在羅威爾天文臺工作了 28 年的蘭普朗德幽默地回答說他早已知道了, 因為他注意到了一直忙碌著的閃視比較儀的聲音突然停止, 並變成了長時間的靜寂。 小夥子一定是發現了什麼。

很快, 天文臺的幾位資深天文學家與湯博一起衝進工作室, 開始緊張的複查。 經初步確認後, 斯萊弗臺長決定對這一天體先進行一段時間的跟蹤觀測, 然後再對外公布。 斯萊弗的這個決定既是出于謹慎, 也暗藏著一些私心, 因為他想利用這段時間積累觀測數據, 以便在接下來的新行星軌道計算中奪得先機。

在接下來的一個月的時間裡, 在天氣許可的每一個夜晚, 所有其它工作通通被拋到了爪窪國, 羅威爾天文臺把全部的觀測力量都投入到了對新天體的觀測之中。 這時候, 再沒有什麼任務能比曾被當成雞肋的新行星觀測更重要了。

1930 年 3 月 13 日, 羅威爾天文臺正式對外宣布了發現新行星的消息。 這一天是羅威爾誕辰 75 周年的日子。 149 年前, 也正是在這一天, 赫歇耳發現了天王星。

不久之後, 羅威爾天文臺的天文學家投票從來自全世界的候選名字中選出了新行星的名字: 普盧託 (Pluto), 它是羅馬神話中的地獄之神。 說起來令人難以置信, 首先提議這一名稱的竟是英國牛津的一位年僅 11 歲的小女孩, 她曾經學過經典神話故事並且很感興趣, 於是就提議用地獄之神命名這顆離太陽最遠, 從而最寒冷的新行星。 在中文中, 這一行星被稱為冥王星。

冥王星的發現讓崛起中的美國科學界欣喜不已, 在歐洲天文界壟斷重大天文發現這麼多年之後, 幸運之神終於溜躂到了美利堅, 一些美國媒體興奮地將新行星稱為 「美國行星」。 但當時也許誰也不會想到, 這個以地獄之神命名的新天體在天堂裡待了七十六年之後, 竟會從行星寶座上跌落下來, 墮回 「地獄」。

讀者們也許還記得, 湯博對冥王星的搜索, 是從接近羅威爾預言的位置開始的, 他曾經記錄過冥王星的位置, 只是未被認出。 而當他正式發現冥王星的時候, 他在黃道面附近完成了一整圈的搜索, 又重新回到了起始時的天區。 這表明冥王星的位置距離羅威爾的預言並不遠。 事實上, 冥王星被發現時的位置與羅威爾 1914 年所預言的行星 X 在 1930 年初的位置只相差 6°,這雖不象海王星的預言那麼漂亮, 卻也不算太差。 繼海王星之後, 天體力學似乎又一次鑄造了輝煌。 發現新行星的消息被宣布後的第二天, 哈佛學院天文臺臺長沙普利 (Harlow Shapley) 在費城的一次小範圍演講被臨時換到了一個大場地, 因為他決定在演講中加入有關新行星的消息。 那一天, 數以千計的聽眾擠滿了演講大廳。 當久違了的羅威爾相片出現在投影儀上時, 全場響起了雷鳴般的掌聲。 聽眾們用發自內心的掌聲向這位已故的天文學家致敬。 此情此景, 因研究火星運河而遭冷遇的羅威爾若泉下有知, 也當含笑了。

但是, 冥王星的發現果真是繼海王星之後天體力學的又一次偉大勝利嗎?

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    ,億萬年來一直圍繞銀河系中心的黑洞旋轉,就像太陽這個母親帶著八顆「小蝌蚪」在宇宙流浪一樣,可是在之前,太陽其實是帶著九顆「小蝌蚪」飛行的,也就是太陽此前其實是擁有九顆行星的,這第九顆恆星就是冥王星,後來由於種種原因,冥王星在2006年由國際天文組投票織決定把它剔除出太陽系行星行列,太陽系最終只剩下八顆行星,那麼是什麼原因導致冥王星被剔除出太陽系九大行星之列呢?
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    站在冥王星上,會看到怎樣的景象? 作為太陽系邊緣的一顆矮行星,那裡異常寒冷,即便是太陽也變成了一顆亮星星,「冥王星冥王星」從名字就可以看出來。冥王星發現的歷程是幾代天文學家共同努力的結果。
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