阿西莫夫最新科学指南·太阳系

　　　　　　　　[美]I. 阿西莫夫　著　　朱　岚　译

冥王星

　　海王星的质量和位置已经说明了天王星轨道的大部分误差。
但是，要说明剩余的误差，一些天文学家认为还应该搜寻一颗比
海王星更远的未知行星。最努力计算和搜寻这颗行星的就是洛威
尔（即以发现所谓的火星运河而闻名的那个人）。
　　这次的搜寻工作确实有许多的困难需要克服。首先，这颗行
星位于海王星之外，所以必定很暗，它会混同在同样暗的一般恒
星之中；其次，这样一颗行星，它会移动得非常慢，因此会很难
探测出它的位置变化。直到1916年洛威尔去世的时候，他也没有
找到这颗行星。
　　但是，美国亚利桑那州洛威尔天文台的天文学家们，在洛威
尔死后，继续了这项搜寻工作。1925年，年轻的天文学家汤博接
替了这项工作。他使用了一种新的望远镜，能够非常清晰地拍下
大片天空的照片。
　　他还使用了闪视比较镜，这种仪器能够将相隔数日拍摄的同
一星区的底片迅速地交替投影出来。调整底片，使每张照片上的
星星都对准在同一点上。在底片一张接一张地显现过程中，真正
的恒星位置会保持不变，但是，如果存在任何暗行星的话，它会
迅速交替地改变位置，一会儿这里，一会儿那里，不停地闪动。
　　即使这样也不容易发现，因为一张底片上就会有数万颗星星，
因此必须仔细地扫描每一部分，在数万颗星星中看有没有一颗在
闪动。
　　终于在1930年2月18日的下午4点钟，汤博在研究双子座的一
个区域时，发现了一颗闪动的星。在追踪了将近一个月之后，1930
年3月13日，终于宣布他发现了这颗新行星。由于这个行星远离太
阳的光辉，所以依照地狱之神，把它命名为普卢同（中文定名冥
王星）（即希腊神话的中冥王哈得斯，因为欧洲人忌讳说这个字，
因此改称他为普卢同（财神））。另外，这个名字的前两个英文
字母也是洛威尔英文名字的两个字首（冥王星的英文名为Pluto，
洛威尔的英文名是Percival Lowell——译注）。


　　　　　　　图：冥王星与冥卫一（点击图片可放大）

　　冥王星的轨道计算出来以后，发现有许多地方出人意料。它
与太阳的距离并不像洛威尔和其他天文学家所预测的那么远。它
与太阳的平均距离只有5.9×l09公里，仅比海王星远30%。
　　还有，它的轨道偏心率是所有行星中最大的。冥王星离太阳
最远时为74亿公里（46亿英里），最近时仅有43．44亿公里（27
亿英里）。
　　冥王星的近日点比海王星实际上近了1600万公里（1000万英
里）。冥王星的公转周期是247．7年，但是其中约有20年的时间
比海王星更靠近太阳，而不是太阳系中最远的行星。碰巧，这个
现象在20世纪的最后20年中会出现一次，也就是说，现在冥王星
要比海王星更靠近太阳。
　　冥王星的轨道实际上并不与海王星的轨道交叉，但与其他行
星相比要倾斜得多。冥王星的轨道对地球轨道的倾斜角约是17.2°，
海王星仅稍有倾斜。所以，冥王星和海王星的轨道相交时，两者
与太阳的距离相等，但一个远在另一个的下方。两个行星间的距
离永远也不会少于24亿公里（15亿英里）。
　　最令人困惑的是冥王星出人意外的暗，这马上表明它不是一
个气体巨行星。如果它的体积近于天王星和海王星的话，它应该
比现在亮得多，初步推测它只有地球般大小。
　　即使这样似乎还是高估它了。1950年，柯伊伯设法使冥王星
呈现为一个小光盘；他测量了小光盘的直径以后，认为它的直径
只有5800公里（3600英里），比火星的直径小得多。一些天文学
家不大相信这个估计，但是1965年4月28日， 冥王星非常靠近一
颗微弱的恒星，但并不掩它。如果冥王星的体积比柯伊伯所预计
的大，那么它会使这颗恒星变得模糊。
　　于是，问题清楚了：冥王星非常小，它对天王星轨道的影响
用任何方式也察觉不到。如果有一个遥远的行星可以说明天王星
轨道的最后一点儿误差的话，那么这颗行星一定不是冥王星。
　　1955年，人们注意到，冥王星的亮度变化很有规律，每6.4天
反复一次。人们推测它每6.4天自转一周——自转周期特别长。水
星和金星的自转周期比冥王星更长一些，但它们靠近太阳，受到
太阳的潮汐作用的强烈影响。冥王星自转周期长究竟有什么理由
呢？
　　1978年6月22日的一项发现似乎提供了答案。 这一天，美国
天文学家克里斯蒂在仔细检查冥王星的照片时，发现其侧面有一
个明显的肿块。最后他断定冥王星有一颗卫星。它和冥王星非常
靠近，两者中心相距20,000公里（12,500英里）。在我们这么遥远
的距离观察，间隔小得看不出来，因此迟延了这么长的时间才发
现它。克里斯蒂将它命名为卡戎（中文名冥卫一），在希腊神话
中他是冥河上引渡亡魂通往冥府的船夫。
　　冥卫一每6.4天绕冥王星公转一周， 刚好是冥王星的自转周
期。这并不是巧合。这必定是冥王星和冥卫一之间的潮汐作用使
它们自转的速度互相减慢，直至始终保持同一面朝向对方。它们
现在绕着共同的重心旋转，就好像用万有引力吸引在一起的两半
哑铃一样。
　　这是惟一的哑铃式旋转的行星－卫星的组合体。就拿地球和
月球来说，虽然月球永远以同一面对着地球，但是地球至今尚未
慢到永远以同一面对着月球的程度，因为地球比月球大得多，所
以自转的速度减缓得很慢。如果地球和月球的大小差不多的话，
同样也会形成哑铃式的公转。
　　从冥王星和冥卫一彼此间的距离和公转的时间，可以推算出
这两颗星的总质量：原来仅有月球质量的1/8，比我们最少的估计
还要小得多。
　　从两者的亮度比较来推断，冥王星的直径大概只有2940公里
（1850英里）， 和7颗大卫星中最小的木卫二差不多；冥卫一的
直径有1200公里（750英里），和土星的土卫四差不多；
　　这两颗星的大小相差并不太大，冥王星的质量大约只有冥卫
一的10倍，而地球的质量是月球的81倍。这一大小的差别说明为
什么冥主星和冥卫一哑铃式地互相公转，而地球和月球却不那样。
冥王星和冥卫一是太阳系中最靠近的一颗“双行星”。直到1978
年人们才认为地球和月球也是一颗“双行星”。