第七章
【尋找第九顆大行星】
人類根據已掌握的科學技術,發現了太陽係的八大行星,根據科學家的計算,太陽係應該還有第九大行星,但我們一時間還找不到它。
眾所周知,太陽係有太陽和八大行星,它們是水星、金星、地球、火星、木星和土星、天王星和海王星。這就是我們通常所說的“太陽係大家庭”的成員了。水星離開太陽最近,而海王星則遙遠得多。
那麼,在太陽係裏還可能有第九顆大行星嗎?按照18世紀德國天文學者波德的預言,在冥王星外側方位應該存在第九顆大行星。這倒是一個很有意思的問題,因為太陽係的行星發現過程以及從理論上推算與實際測量的結果進行比較,都證明這樣一點:太陽係裏有可能還會發現第九顆大行星。
人類在很久以前就知道,除了太陽和月亮以外,以恒星為背景不斷改變自己位置的還有水星、金星、火星、木星和土星,即所謂的五大日月行星。這很難說是哪一個人發現的,而是人類共同認識到的。
到了18世紀,德國天文學家波德編寫了眾所周知的“行星平均軌道參數”,將行星的平均軌道半徑用天文單位(地球與太陽之間的平均距離,1天文單位為1.496億千米)來表示太陽與各個行星之間的距離。當時計算出來的理論值與實測值之間,幾個已知行星是比較接近的:如水星0.4天文單位,而實測為0.39天文單位;金星0.7天文單位,實測為0.72天文單位……
但是,土星的理論值和實測值之間相差0.46天文單位,說明在土星的外側有一個行星在對它產生影響。到了18世紀末,也即1781年,美國的天文學家赫謝爾終於在土星的外側發現了一顆行星,這就是天王星。
天王星的軌道半徑接近波德定律所示的19.6天文單位,達到19.2天文單位,但仍然相差0.4天文單位。如果假設在天王星的外側有一顆未發現的行星,那麼就能合理地說明天王星的運動狀況了。因此,當時的天文學家們繼續在天王星的外側尋找新行星,結果在1846年發現了海王星。
在分析海王星的運動之後,天文學家發現海王星的軌道基本是圓形,平均軌道半徑為30個天文單位,而理論值卻是38.7天文單位,相差甚大。根據以往的經驗,可以有把握地假定在海王星的外側還有一顆行星,否則就難以體現出海王星的運動規律。到1930年,美國諾愛爾天文台的湯博發現了冥王星。
事情到此並未結束,因為冥王星的波德參數為77.2天文單位,而實際測得卻是39.53個天文單位,造成這種狀況又如何解釋呢?這就是一個謎了。正因為無法解釋冥王星的運動,天文學家不得不再次假設比冥王星更遙遠的外側,可能還有另外一顆大行星存在,不過在它被發現之前,這隻能是一個“謎”了。
1977年,帕諾瑪天文台的考瓦耳宣稱發現一顆低速移動、光度為18等級的新天體,而且確定在天王星內側。但到底是否是18世紀德國天文學家波德所說的那一顆,有待於繼續驗證。
近幾年,天文學家又發現,有一個物體在擾亂天王星和海王星的軌道。與其說天王星和海王星有一條環繞太陽運行的平穩軌道,倒不如說它們有自己的攝動軌道。許多年來,一些天文學家認為這種攝動來源於它們的遠鄰冥王星的吸引。這種吸引主要取決於冥王星的質量和冥王星與它們之間的距離。物體質量越大,對其他物體吸引力也越大,然而,當物體之間距離增加,那麼,吸引力則減弱。
科學家們知道冥王星和海王星、天王星之間的距離,但沒人知道冥王星的質量是多少,如果冥王星的質量約等於或超過地球的質量,那麼科學家就可以推算出,冥王星的吸引力將發揮在鄰近的兩顆大行星上。
然而,1978年6月22日,美國海軍天文台的克裏斯蒂在一張冥王星的底片上發現它的邊緣有一個小小的突起,再查看以往的底片,同樣有這種現象,並且位置有規律地變化著。克裏斯蒂認為這是冥王星的衛星,於是為其取名“卡戎”。經過進一步的研究,克裏斯蒂發現,這顆取名“卡戎”的衛星6.39天圍繞冥王星轉一周,它的軌道置於冥王星1.7萬千米。
這一發現,後來導致出一個必須正視的結論,冥王星不像天文學家推想的那樣重,其質量加上它的衛星“卡戎”的質量或許僅有地球質量的1/400。它的引力不足以擾亂天王星、海王星的軌道。既如此,那麼,是什麼物體在幹擾天王星和海王星的軌道呢?
答案是可能還有一顆第九大行星存在。據推測它存在的形態有以下三種可能性。
第一種可能:這顆行星的大小、質量約與海王星或天王星相同,是在離海王星約8億千米處圍繞太陽運行,雖然距離較遠,然而這樣一顆遠距離的行星卻能夠引起海王星和天王星的攝動。假如第九大行星還要遠些,就得同木星一樣大,或許當今能夠觀測出來。
第二種可能:是一種暗淡的約有太陽大小的星體在活動,這個星體在距離冥王星的軌道約80億千米的地方,換言之,是地球到太陽距離的800倍以上,天文學家認為,許多星體在遠處都有“暗淡的夥伴”。
第三種可能:是有一種約是太陽質量10倍的物體,由於自身的奧秘,潛在16億千米的黑暗之中,環繞太陽係中,黑洞引力之強足以使海王星和天王星攝動。