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“夸欧尔”:探寻太阳系边缘的世界

艺术家眼中的“夸欧尔”

  在望远镜中,它起初只呈现为一个微弱的光点,但现在已被证明是一个完整的世界。美国加利福尼亚理工学院的两位天文学家最近宣布,他们今年6月看到的那个神秘光点,实际上是自美国人汤博1930年发现冥王星之后,迄今所观测到的太阳系中最大的天体。

  这一发现在天文学界引起了不小的反响,因为它意味着冥王星作为太阳系九大行星之一的地位,又一次受到了撼动。

迟到了20年的发现

  加利福尼亚理工学院的布朗和特鲁西略,最初是在美国加州的帕洛马山上,用直径1.2米的天文望远镜拍摄蛇夫星座方向的星空照片时,发现这个神秘光点的。他们怀疑它是一个新天体。他们将拍摄的数字照片与历史观测数据进行核对后发现,这一天体实际上早在1982年就已经进入望远镜的镜头,但并未引起重视。一个本来与天文学家擦肩而过的发现,居然被布朗和特鲁西略重新又找了回来。

  通过对比新旧照片中光点的位置,两位天文学家测算出了该天体的距离和运行周期等指标。但是,他们手中的天文望远镜,无法用来判断这一天体的尺寸,布朗和特鲁西略只好求助于美国宇航局的“哈勃”太空望远镜这一目前最强大的太空观测仪器。

  “哈勃”的观测结果证实,这一天体的直径约在1290公里左右,相当于冥王星的一半,其所处的位置距地球约60亿公里,也就是说比冥王星与地球的距离还要远出16亿公里。

  布朗和特鲁西略自己给该天体起了一个名字,叫“夸欧尔”。这一名称来源于最早在洛杉矶盆地栖息的当地原著部落的造物神。按照当地传说,“夸欧尔自天而降,使混乱归为有序;他将世界安置于7位巨人的背上,然后创造了低等动物,然后创造了人”。“夸欧尔”很可能将在获得国际天文学联合会的批准后成为正式的名称。在此之前,该天体的编号是“2002LM60”。

  “夸欧尔”绕太阳公转的周期为288年,据认为主要由冰和石组成,可能也自转。它有一些比较鲜明的特征,比如说公转轨道与冥王星的轨道有所交叉,有时甚至比冥王星更接近太阳;它的轨道非常近似圆形,不像冥王星那样椭圆;另外,“夸欧尔”的轨道平面与除冥王星外的其他太阳系八大行星轨道平面夹角较小,只有7.9度,而冥王星为17度。但这些特征,都不是“夸欧尔”让天文学家们感兴趣的地方。这个天体之所以与众不同,一是它所处的位置,二在于它的个头。

阳光照不到的地方

  “夸欧尔”位于“柯伊伯带”。这是一个阳光照不到的地方,太阳系里最冰冷、最黑暗的区域。什么是“柯伊伯带”?这个名字来自于荷兰裔美籍天文学家柯伊伯。柯伊伯在研究太阳系行星方面颇有建树,曾发现天王星和海王星的卫星各一颗,并对红外天文学的发展有重要贡献。1951年,他首次提出,在海王星轨道之外的太阳系边缘,可能还有类似彗星的天体存在。

  柯伊伯的这一假说,是对天文学固有看法的一种挑战。在发现冥王星及其卫星“卡戎”后相当长的时间里,天文学家们一直认为,在海王星以外的太阳系更远区域,除了冥王星和它的卫星外,再没有什么其他玩意。

  这一广阔的区域很长时间里是天文学的“冷宫”。一些天文学家说,他们一想起那块遥远、冷寂的区域就不寒而栗。由于过于遥远,太阳在那里看起来只不过相当于天上明亮的一颗星,根本谈不上有什么温暖和热情。在普通百姓的印象里,冥王星那儿感觉就像是“地狱”。冥王星和其卫星的名字就给人这样一种印象。冥王,阴间之神;而卡戎,不过是冥河上渡亡灵去往冥府的小鬼。

  但事实证明,一些固有的看法是靠不住的。在“柯伊伯带”假说提出约40年后,美国夏威夷大学天文学家于1992年利用2.2米的天文望远镜,首次观测到这一区域有天体存在,证明在太阳系的边缘,确实有着一个原先不为人知的广阔世界。

  这个世界远非寂寞寒冷,看样子还热闹得很。最近10年来,在“柯伊伯带”发现的天体数量以惊人的速度增长,迄今已证实的天体达600多个,其中绝大多数直径在100公里左右。而据天文学家们估算,在“柯伊伯带”中实际存在的100公里左右的天体,可能至少有7万个左右。另外,该区域据认为还存在数目更为巨大的零碎天体,它们可能是早期太阳系中物质凝聚成各大行星过程中剩下来的残渣。一些寿命较短的彗星,据推测可能也是从此处起源。

  “柯伊伯带”从无人问津,一下子变成了天文学家眼中的一座“富矿”,成为太阳系和行星学研究的热门领域。而新发现的“夸欧尔”,堪称这座“富矿”中迄今已知的最大一块“宝石”。

还冥王星以本来面目

  发现“夸欧尔”最大的意义在于,它证明在“柯伊伯带”确实有可能存在个头相当于、甚至超过冥王星的天体。这一发现,因此被一些主张废掉冥王星大行星称号的天文学家引为新的证据。

  太阳系有九大行星,冥王星是其中距离太阳最远的一颗,这早就是连小孩子都知道的常识。但在一些天文学家看来,冥王星在九大行星中有点“另类”,身份非常“可疑”。例如,冥王星椭圆轨道比其他各大行星的都要扁长,其轨道在所有大行星中是最为倾斜的,如此等等。甚至连它的个头也成为质疑的理由:冥王星还没有月球大,难道也配叫大行星?

  质疑归质疑,约定俗成的东西谁也不愿意去改变。但自从1992年“柯伊伯带”天体首次被发现以来,冥王星感受到了实实在在的威胁。随着被发现的天体个头越来越大,冥王星在大行星家族中的日子也一天比一天难过。

  冥王星所处的位置,也属于“柯伊伯带”的范围,然而鉴于其大行星的地位,天文学家们多少对它有些另眼相待。但也不是没有说法,关于冥王星到底算大行星,还是应该和“柯伊伯带”天体归为一类的争论颇为激烈。“夸欧尔”的发现,再次为这一争论火上浇油。

  “夸欧尔”的体积,据称比太阳系中已发现的几万个小行星加起来都要大,虽然还不够真正的行星标准,但天文学家们认为,它表明在“柯伊伯带”发现更大、甚至比冥王星还要大的天体是完全有可能的。发现者之一的特鲁西略称,他们只不过对5%的星空进行了观测,结果就发现了“夸欧尔”,如果按照概率来估算的话,那么在“柯伊伯带”中至少存在20个与“夸欧尔”相当的天体。而布朗则明确表示,如果冥王星的发现是在今天,而不是70多年前,那么“没有人会考虑称其为行星”,因为它明摆着是一个“柯伊伯带”天体。

  就普通人而言,有关冥王星的地位之辩,其实完全应该理性看待。倒不是说这事本来就和自己无关,而是因为科学发现本身就是一个不断打破成见的过程。想想“地心说”等陈年旧事,当代人没有理由不对宇宙怀有开放的心态。

  冥王星的地位讨论,在未来还有可能趋热,对天文学界来说,这也未尝不是好事。最起码可以进一步唤起对太阳系边缘那个曾被遗忘的世界的重视。例如,“柯伊伯带”的一系列重要发现,已经促使美国航天局将有关的探测纳入了优先考虑的范围。根据最新的消息,美国国会参众两院已经原则上同意为美宇航局的冥王星和“柯伊伯带”探测计划拨款,如果不出意外,美国宇航局名为“新地平线”的探测计划可能明年就可以正式启动,有关探测器有望于2006年发射,并在2015年和2016年左右抵达冥王星附近,紧接着深入“柯伊伯带”。这将是人类发射的探测器第一次涉足这片区域,它将有助于还冥王星以本来的真实面目。

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