第十行星？

科學(xué)家在太陽系內(nèi)新發(fā)現(xiàn)了一個比冥王星還大的天體。它會成為第十大行星，還是被當成第一大垃圾?這關(guān)系到我們對行星的定義。

對于任何一個天文愛好者，2005年7月實在是異常熱鬧而忙碌：“深度撞擊”放了一場壯麗的彗星焰火，“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機在全世界的希望與擔(dān)憂中升空，臨近月底又倉促地傳出一條讓人難以置信的爆炸性新聞——發(fā)現(xiàn)太陽系第十大行星。“九大行星”的格局自1930年以來就沒有變過，尋覓已久的第十行星這樣突然出場。實在有點讓人吃不消。不過，仔細回想一下，其實還是有很多鋪墊的，并不值得意外。近年來科學(xué)家在太陽系邊緣發(fā)現(xiàn)的新天體越來越大，終于發(fā)現(xiàn)這個比冥王星還大的家伙簡直是順理成章的事。

但是，它能不能就算是第十大行星?對它的地位認定將怎樣影響我們對太陽系的認識?說到底，在科學(xué)上什么樣的東西算是行星?

什么是行星?

坦白地說，這個問題連負責(zé)給星星們起名字的國際天文學(xué)聯(lián)合會都答不上來。(不過，對某種事物沒有公認的嚴格定義，并不妨礙人們深入研究它一不信的話，你試試回答看：什么是人?)為了對行星進行科學(xué)定義，聯(lián)合會的一個委員會已經(jīng)工作了近一年，本來打算于2006年夏天發(fā)布結(jié)果。但號稱第十行星的這項新發(fā)現(xiàn)使情形變得緊急起來，新的行星定義可能很快就會出爐。在此之前，我們可以繼續(xù)使用“運動著的星星”這樣最原始的定義，再加上一點大小、軌道方面的限制。離自己近的東西，看起來就運動得快，遠了就運動得慢。遠到幾光年乃至成千上萬光年以外，看上去基本上就靜止不動，祖先們稱之為恒星——不動的星星。太陽系里的星星離我們相對比較近，不借助天文儀器也可明顯察覺到它們的運動，便叫做行星。肉眼明顯可見的行星有5顆，中國以五行命名之，從太陽附近往外，依次為水、金、火、木、土；在西方文化中分別對應(yīng)信使之神(Mercury)、愛神(Venus)、戰(zhàn)神(Mars)、眾神之王(Jupiter)和農(nóng)神(Saturn)。

伽利略早在17世紀初就將望遠鏡伸向天空，開創(chuàng)了天文學(xué)的新時代。但直到將近200年后的1781年，才由赫歇爾發(fā)現(xiàn)了又一顆行星——天王星(Uranus)。它的軌道與預(yù)期值有差異，使人們猜測還有一顆未發(fā)現(xiàn)的行星影響著天王星的運動。果然，在預(yù)期的位置上又發(fā)現(xiàn)了海王星(Neptune)。通過類似的方法，又發(fā)現(xiàn)了冥王星(Pluto)——這個特立獨行的家伙很給人添了點麻煩。其余八大行星的軌道基本上都是同心圓，而且軌道平面處在同一個平面中——比如說，可以攤成一張相當整齊的圓薄餅。冥王星的軌道比較扁，軌道平面與前面所述的這張“餅”呈17度夾角；再加上它個頭很小，所以頗有科學(xué)家懷疑它究竟能不能算是行星。

尋找第十行星

雖然有懷疑和爭議存在，但冥王星在大行星的位置上還是很牢靠地坐了幾十年，畢竟一直沒有在太陽系里發(fā)現(xiàn)比它更大的天體。有了第九行星，人們自然就尋找起第十個。尋找的方向是兩極，一是“水內(nèi)”，即比水星更靠近太陽的地方；二是“冥外”，比冥王星還要遠的地方。

科學(xué)家甚至把預(yù)想中那顆水內(nèi)行星的名字都起好了——伏爾甘(Vulcan，火神，那么靠近太陽的地方當然熱得很)。但后來他們發(fā)現(xiàn)水星的奇怪運動方式可以用廣義相對論解釋，用不著另一顆行星，觀測手段的發(fā)展也斷絕了這個指望。于是，第十行星可能存在的地方只有“冥外”了，那里是如此遙遠而又暗淡，超出了人類的觀測能力，直到近十多年來才有改觀。

天文學(xué)家柯伊伯于1951年提出，在太陽系外圍可能有一大群小天體繞太陽運行。1992年，天文學(xué)家在海王星以外發(fā)現(xiàn)了一個直徑200千米左右的暗淡天體，編號為1992 QB1，為柯伊伯的上述觀點提供了直接證據(jù)，柯伊伯帶從此不再只是假設(shè)。它位于海王星軌道以外，里面有幾萬個或更多天體，由冰和巖石組成。科學(xué)家相信，這些天體是在早期太陽系中物質(zhì)凝聚成各大行星的過程中剩下來的殘渣。

被發(fā)現(xiàn)的柯伊伯帶天體越來越多，大小記錄也被迅速刷新。其中，加州理工學(xué)院的麥克·布朗等人組成的一個研究小組成績格外卓著。他們發(fā)現(xiàn)了比冥衛(wèi)一更大的夸歐爾(Ouaoar)，以及尺寸更大、一度被疑為第十行星的塞德娜(Sedna)。這一次，真正有資格稱得上第十行星的這個新天體，又是他們發(fā)現(xiàn)的。

比冥王星更大

當時，這個天體暫時編號為2003－UB313(這個編號的意思是，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它時所依據(jù)的數(shù)據(jù)，是2003年10月的下半月獲得的)。它與太陽的距離約為97天文單位(1天文單位是太陽到地球的距離，約1.5億千米)，是目前所知離太陽最遠的太陽系天體。它于2003年首次被發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)的方法與老祖宗的方法實質(zhì)上完全相同：在靜止的恒星背景中，尋找運動著的行星。不過現(xiàn)在初步分析可以交由計算機去做，人只需要對計算機挑出來的可疑目標進行進一步觀察(請注意，發(fā)現(xiàn)一顆新星星，絕對不是用周易算算了事的)。不過布朗等人在2005年1月才意識到，它離得那么遠還能具有相當?shù)牧炼龋瑐€頭必定不小。

到底有多大呢?現(xiàn)在還不清楚，因為它很亮可能有兩方面原因：一是個頭很大；二是表面光滑，反射光的效率(反照率)很高，或兼而有之。必須要結(jié)合反照率，才能較為準確地推斷其大小。通過觀測其紅外線，可以得出反照率，但它畢竟太遠、太暗淡了，似乎超出布朗等人所使用的斯匹策紅外太空望遠鏡的能力。

在獲得真實反照率數(shù)據(jù)之前，科學(xué)家根據(jù)不同的反照率對該天體的大小進行了推算，結(jié)論是：它必定比冥王星大。因為即使按照100％反射光線(這樣的東西世界上還沒有)來算，它的直徑也有2210千米，僅比冥王星略小；如果反照率為90％(一塵不染的雪地)，直徑就達到2330千米，比冥王星大一點；如果像冥王星那樣反照率為60％，則直徑為2860千米；若反照率與冥衛(wèi)一類似(38％)，則直徑為3550千米。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分析，它不可能更大了。

這個天體看上去與冥王星很相似，表面覆蓋著甲烷冰，內(nèi)部可能是冰與巖石的混合物。不過兩者也有明顯差異：冥王星顏色發(fā)紅，2003－UB313卻基本上是灰色的，科學(xué)家還不明白這是怎么回事。它有著比冥王星更奇怪的軌道：扁得厲害，在560年的公轉(zhuǎn)周期里，遠日點離太陽97天文單位(現(xiàn)在位于遠日點附近)，近日點卻只有38天文單位。軌道平面與地球等八大行星的軌道平面夾角近45度之多，科學(xué)家猜測有可能是它屢次靠近海王星，軌道受到影響，以致變成了現(xiàn)在的樣子。天文愛好者可以用最高級的業(yè)余天文望遠鏡在鯨魚座方向上看到它。

名字和黑客的八卦

科學(xué)家已經(jīng)給2003－UB313以好了一個正式名稱，并提交給國際天文學(xué)聯(lián)合會，正等待批準。布朗本人的主頁上介紹該天體的頁面叫做行星lila，因此不少人猜測新行星就叫l(wèi)ila。布朗只得出來澄清說，lila是他三星期大的女兒的名字。一個感情用事的父親在缺少睡眠的早上對網(wǎng)頁的命名，是不能當真的。

按照慣例，柯伊伯帶天體用神話傳說中的神仙命名，布朗等人這次也采用同樣的規(guī)則。不過希臘和羅馬神話里的名字基本上被大小行星用光了，布朗本來中意冥王的妻子珀爾塞福涅的名字(珀爾塞福涅1年只有6個月陪著冥王，另6個月在人間待著；而2003－UB313在一個公轉(zhuǎn)周期內(nèi)只有一半時間在冥王星附近，另一半時間很遠，多相稱啊)，可惜其希臘版本已經(jīng)被第399號小行星用掉，羅馬版本則是第26號小行星。羅馬神話中的名字還剩下了著名的伏爾甘，但這名字顯然不適合暗淡寒冷的天體。幸好世界上的文化多得很，盡可以從美洲、因紐特、印度或其他什么民族的神話中去挑名字。

2005年7月29日布朗等人舉行新聞發(fā)布會倉促發(fā)布消息，媒體盛傳其原因有二：其一是西班牙的一個小組在28日宣布發(fā)現(xiàn)了另一個高亮度的柯伊伯帶天體2003 EL61，而這個天體布朗等人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，因為想等更多觀測數(shù)據(jù)，并推算出詳細結(jié)果再公布，結(jié)果被別人搶了先；其二是他們保存研究資料的網(wǎng)站被黑客侵入。這起黑客事件的真相自然備受關(guān)注，各種猜測紛紛出現(xiàn)。

布朗后來在網(wǎng)站上解釋說，實際情況說起來有點復(fù)雜，有些細節(jié)他也沒弄清楚，大致是這樣的：他們用望遠鏡觀測這些天體的時候，用軟件自動生成天體編號，而這些望遠鏡的觀測活動記錄是公開放在網(wǎng)上的，他們并不知道這一點。為了參加2005年9月的一次學(xué)術(shù)會議，他們在網(wǎng)上公布了論文摘要，其中直接就使用了觀測的天體編號。有一定專業(yè)背景的人如果多長個心眼，把兩方面的情況一結(jié)合，就能知道他們在干什么，根本都不需要使用黑客手段。

2005年7月29日早上布朗醒悟到這一點，就跟國際天文學(xué)小行星中心聯(lián)系。對方很快告訴他，有人用中心的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)“以往觀測”來預(yù)測當天晚上某天體的方位，而這些“以往觀測”就是布朗等人使用望遠鏡的觀測記錄，犯人甚至連布朗他們用的天體編號都懶得改一改!這下子布朗等人別無選擇，只好在16時開了個草率的發(fā)布會。要知道當天可是星期五，16時已臨近下班，布朗自嘲說：“這大概是宣布你不想讓人聽到的消息的最佳時間”。當然，他是過謙了，這樣的新聞注定是要大出風(fēng)頭的。除了這個被媒體爆炒的第十行星，布朗等人同時公布的還有另一個柯伊伯帶天體2005 FY9，以及被西班牙小組搶去頭功的2003 EL61的更多情況——譬如，它有一個衛(wèi)星!

布朗檢討了一通自己的愚蠢和天真——論文摘要里竟不會把天體編號改一改，而且沒想到會有、人通過網(wǎng)絡(luò)來把這些信息拼到一起。但是，“我的確有時候忘記鎖門，我希望人們不要認為因此就可以跑進我家來拿走我的東西”。

布朗堅持認為2003－UB313應(yīng)當被視為行星，即太陽系第十行星。既然冥王星都可以稱為行星，那比它大的星星自然更可以嘛。不少天文學(xué)家贊同這種觀點，但也有人反對。如前所述，對于太陽系行星，目前并沒有嚴格定義，毛病主要出在冥王星上，沒有什么好的科學(xué)定義能夠既將它包括在行星內(nèi)，又不對太陽系的總體格局造成重大影響——譬如讓行星從9顆一下增加到23顆。

布朗說，既然冥王星在文化上已經(jīng)以無數(shù)方式被視為行星，科學(xué)家不能不顧及文化。在文化上有兩個解決辦法：一是規(guī)定從冥王星以后不再有行星；二是規(guī)定比冥王星更大的星星可稱為行星。第二種方法使得大行星數(shù)量有增加的潛力，因而更加有吸引力。于是，布朗等人宣稱2003－UB313是一顆行星，“文化的行星，歷史的行星”，反正沒有什么科學(xué)定義能夠既適合太陽系又適合文化。

國際天文學(xué)聯(lián)合會將如何裁決呢?布朗發(fā)布新聞時說“拿起筆改寫教科書吧”。這話自然是不錯的，有了這么大的發(fā)現(xiàn)，教科書非改寫不可——只是朝哪個方向改，可就不好說了。也許是十大行星，也許把更多柯伊伯帶天體算進來成為幾十大行星，也許索性把冥王星一并開除變成八大行星，于是這個比冥王星還大的家伙就成了太陽系第一大垃圾。若讓我打賭，我還真不知道該往哪里下注呢。