2006年8月24號,對於普通人來說這一天並沒有什麼特別,但是在天文學界,這一天卻意義非凡。因為這一天,國際天文學聯合會通過決議宣布冥王星不再是行星了,而是被降成了矮行星。流傳了快一百年的「九大行星」說法就此改變,從此以後太陽系就只剩&34;了。
這個改變意味著全世界的教科書,各種天文館、科技館和自然博物館都需要改變關於行星的介紹,就是我們作為普通人都要改變觀念——現在太陽系只有八大行星了。這不是說冥王星不存在了,它還老老實實按照原來的軌道在運行,只不過是隨著天文觀測技術的發展,人類在太陽系邊緣發現了更多類似於冥王星的星體。
冥王星被開除了球籍
如果冥王星可以入選進入行星行列,那麼那些新發現的星體是不是也要加入太陽系的行星家族?所以討論冥王星到底算不算行星就變得非常必要了,因為人們必須要更新行星的標準才能應對接下來新的天文發現。
冥王星被開除這件事,在科學上意義巨大,因為這代表現在可以通過公開的學術會議投票,更新科學概念從而更新人類的知識體系,這正是科學探索永不止步的最佳體現。
為了紀念冥王星被開除這件事,並介紹冥王星前世今生,美國的天體物理學家、美國自然博物館海登天文館館長尼爾•德格拉斯•泰森寫了本書《冥王星沉浮記》。書中用幽默生動的語言介紹的人類對於冥王星的認識。哦,對了,2006年那次開除冥王星的會議,這位尼爾•德格拉斯•泰森館長也是當時現場的投票人之一,下面我們就來看看作為那次會議的親歷人,泰森館長是如何介紹冥王星前世今生的。
一百多年前,當時的天文學界對於行星的發現和探索都非常狂熱,因為無論是誰,只要能發現新的行星,這不但意味著人類認知的巨大進步,還意味馬上會有巨大的榮譽和地位隨之而來。比如1781年發現天王星的英國音樂家赫歇爾,因為發現新行星的成就,他被英國國王授予爵士爵位,不但從平民一躍成為貴族,還從一個天文學愛好者變成了皇家天文學家;1846年海王星被發現後,它的發現者勒維耶從巴黎天文臺的普通工作人員一躍成為了巴黎天文臺臺長。
天王星發現者赫歇爾
而且發現新行星的科學意義也非常巨大,當時的人們已經知道地球是一顆行星,如果能發現一個新的行星,就意味著可能會發現一個新的世界,說不定上面還有外星人。
這些新行星的發現過程,也是一個論證科學理論的過程。比如,在天王星被發現以後,大家計算它的軌道總是不對勁,而造成這種現象的原因只能有兩個,要麼是偉大的牛頓萬有引力理論錯了,要麼就是還有新的行星在用引力幹擾天王星的轉動。當時的人們認為牛頓是不可能錯的,那麼肯定就是還有新的行星在幹擾天王星的運行。基於這個判斷,當時的天文學界開啟了新的探索,後來通過計算,勒維耶成功找到新的行星,這就是後來的海王星。
靠數學計算發現海王星的天文學家勒維耶
海王星被發現以後,它的運行軌跡也和計算不一致,基於發現海王星的經驗,天文學家們認為還有一顆新的行星在幹擾海王星的運行。這意味著誰能發現這顆新行星,不但可以拓寬太陽系的範圍,還能成為下一個可以青史留名的天文學家。
有了這樣的激勵,無數的人參與到這個尋找新行星的活動中。當時有個美國富商叫羅威爾,這個人本來對天文學毫無興趣,但是有次無聊他讀了一本叫《火星》的天文學小冊子,這本書激起了羅威爾對探索外太空的興趣。他決定投入自己所有的財富來推動天文學的探索,為此他捐助修建了一個天文臺。1894年這家天文臺建成,被命名為羅威爾天文臺,是美國現存最古老的天文臺之一。羅威爾天文臺建成之後有兩個主要任務,一個是研究火星上後來被證明不存在的運河,另一個就是尋找新的行星。
發現冥王星的羅威爾天文臺是現在的美國名勝
羅威爾生前沒有等到新行星的發現,他在1916年就去世了,冥王星是1930年被發現的,發現者就是羅威爾天文臺的工作人員湯博。湯博發現冥王星的過程是非常戲劇的,因為在天空中,短時間看恆星的位置是相對恆定的,如果天空中有什麼星體相對恆星的位置做了變動,那麼這個星體就是太陽系內的其它未知星體。
湯博在羅威爾天文臺工作期間,拍攝了大量的雙子座恆星照片,然後對比進行研究,這個過程極其枯燥,因為要不斷對比照片上密密麻麻的光點變化才可能找到新發現。1930年的一天,湯博在幾張雙子座照片中發現了一個不斷變動的小光點,這個小光點就是冥王星,那一年湯博24歲。
年輕時的湯博
發現了冥王星的湯博成了全美國的科技英雄,美國人都認為這是世界科學中心從歐洲轉向美國的標誌。為了炫耀這件事,美國人向全世界發起了新行星的徵名活動,最後一個11歲的英國小女孩勝出。小女孩的祖父是英國天文臺的臺長,在天文學界人脈深厚,正是祖父的推薦讓小女孩脫穎而出,小女孩給新行星命名為布魯託,就是希臘神話中冥王的名字,因為小女孩覺得新發現的行星離太陽有60億公裡遠,一定像地獄一樣又冷又黑。
冥王星被發現以後,科學家們就開始大量投入人力研究它的各項指標,最關鍵就是想搞明白冥王星有多大,是不是夠標準稱得上是和土星、海王星類似的大行星。隨著研究的深入,大家對於冥王星的質量越算越小,尤其是在1978年發現冥王星有衛星,可以精確計算出冥王星的質量以後,大家發現冥王星的質量不到地球的1%。
冥王星這麼小的質量能干擾到海王星的運作嗎?很多科學家開始懷疑,有的科學家們開始認為冥王星夠不上大行星,最多只能算一個大一點的小行星,而在太陽系,小行星的數量是非常龐大的,火星和木星軌道之間就有一個小行星帶。
小行星帶
但是另外一派天文學家為了美國的榮耀,堅持認為冥王星屬於大行星,不是小行星。直到1992年,天文學家在海王星軌道外又發現了一顆新的星體,雖然這個星體的直徑不到100公裡,但是這說明在海王星的軌道外,可能存在著大量類似冥王星的星體。1972年,天文學家柯伊伯就提出過一個猜想,他認為在海王星軌道外面存在一個由大量隕石組成的隕石帶。1992年天文學家發現的星體可能就屬於這個隕石帶,而冥王星也可能是屬於這個隕石帶的。
柯伊伯帶
時間到了2005年,天文學家在海王星外的隕石帶又發現了一顆星體,它的質量比冥王星還大,這個星體被命名為鬩(讀xi)神星。鬩神星的發現可以說是給冥王星大行星的地位致命一擊。如果冥王星繼續被算作是大行星,那麼新發現的鬩神星肯定也要加入到大行星行列,而鬩神星明明白白就是屬於海王星外隕石帶的,不夠資格加入大行星行列。這時,重新校正冥王星的地位就變得非常必要了。而且隨著鬩神星的發現,後面又在海王星外的隕石帶發現了一連串質量不亞於鬩神星的星體。
現在已知的類冥王星的天體
鬩神星乃至海王星軌道外隕石帶的發現,讓冥王星是否應該屬於大行星這個問題變得不可迴避了,太陽繫到底是九大行星還是八大行星這個問題,天文學家必須給出準確答案。
鬩神星被發現了,但是全世界的教科書上還告訴大家太陽系有九大行星,這讓那些富有科學精神的天文學家不能忍受。2006年,三年一屆的國際天文學聯合大會召開,大會召開前就達成了共識,就是冥王星的地位問題這次會議上一定要解決。
當時大會設置了專門的日程來討論冥王星的問題,大家決定用投票的方式解決冥王星是否應該屬於大行星這個事。參與那次投票的天文學家有400人,是在全封閉的情況下進行的投票,全程不讓記者參與報導,畢竟冥王星的問題牽扯巨大,大到可能要修改全世界的教科書。
《冥王星沉浮記》的作者泰森館長就在投票現場,當時討論的場景非常有趣。由於每個天文學家都想表達自己的意見,而且很多人說起來都是長篇大論,要是400個與會者都發言,沒人知道這個會議要開到什麼時候去。所以大會的主持人定下規矩,每個想發言的人都排隊站到話筒後面,時間不能超過30秒,就這樣還閉門討論了一個星期。
當時的媒體也十分關注天文學家的投票結果,有的媒體為了第一時間發稿,甚至寫了兩篇相反的稿件來應對投票結果。400個國際頂級的天文學家一星期的討論還是成功斐然的,他們經過激烈討論,通過了三個標準來衡量一個星體是否夠資格被稱為大行星。
這三個標準就是:一是星體必須圍繞太陽轉動;二是星體質量足夠大且大體呈球形;三是星體運行的軌道上不能有其它和它質量相類似的星體存在,就是說星體必須是它自己軌道上的質量霸主。前兩條標準冥王星都符合,就是第三條徹底把冥王星踢出了大行星行列,因為冥王星的運行軌道上不說那些新發現的星體,至少還有鬩神星的存在阻礙了冥王星的地位。
為了給冥王星找個去處,大會還創造了一個新的分類,叫矮行星,就是比小行星大,但是又夠不上大行星標準的圍繞太陽轉的星體,鬩神星也和冥王星一樣被歸到了矮行星。
鬩神星
2006年的這次天文學大會,天文學家通過投票商定了新的行星認定標準,這在科學界的示範意義是巨大的。天文學界有了新的行星認定標準,以後再發現新的星體就可以按照標準去判定類別。
不過冥王星被除名九大行星行列,在民間卻引起了巨大的反彈,本書作者泰森館長每天能收到至少200封郵件指責他搞丟了冥王星。冥王星發現者湯博的居住地新墨西哥州甚至通過了一項法令,宣布在新墨西哥州,冥王星永遠是一顆大行星,美國人就是這麼任性。
關於冥王星的地位爭議到現在也沒有平息,很多人從心理上無法接受天文學聯合會的判定,畢竟這麼多年九大行星的習慣叫法讓人一下子改變,實在有點強人所難。
冥王星被降級成為矮行星,這不代表對它的研究要終止,而是代表研究的新起點。以冥王星為代表的柯伊伯隕石帶成了新的探索目標,對於這個隕石帶我們現在了解還非常少,只知道它離太陽最遠,接受不到多少太陽輻射,整個隕石帶布滿了碎石和冰塊。這個隕石帶是如何形成,是否是當年一顆大行星被碰撞破碎後形成的,這個隕石帶還有多少和冥王星差不多大的星體存在,這些問題都需要天文學家去探索。
為了紀念湯博的貢獻,冥王星上的心形冰川被命名為湯博區
降級冥王星這件事代表了人類對於科學的探索是永不止步的。只要我們不停下腳步,就一定會見識到更豐富多彩的世界。