尋找第九大行星

1、尋找第九大行星19 世紀(jì) 40 年代，法國(guó)數(shù)學(xué)家勒維耶運(yùn)用牛頓力學(xué)分 析了天王星軌道中的擾動(dòng)，并且猜想這些擾動(dòng)是由一顆尚待 發(fā)現(xiàn)的行星的引力造成的。勒維耶預(yù)測(cè)了這顆新行星的位置， 并且把計(jì)算結(jié)果寄給了德國(guó)天文學(xué)家伽勒。 1846 年 9 月 23 日，在收到勒維耶來(lái)信后第二天晚上，伽勒和他的一名學(xué)生 就剛好在勒維耶預(yù)測(cè)的位置發(fā)現(xiàn)了海王星，但海王星軌道中 持續(xù)存在著一些輕微差異，這被解釋為：在比海王星更遠(yuǎn)的 地方，還存在另一顆行星。事實(shí)上， 在海王星被發(fā)現(xiàn)以前， 就有一些天文學(xué)家猜測(cè)： 如果只是一顆行星，還不足以解釋天王星軌道中的擾動(dòng)。早 在 1834 年 11 月 17 日，英國(guó)業(yè)余天文學(xué)家哈

2、斯就報(bào)告了他 和法國(guó)天文學(xué)家布瓦爾以及英國(guó)皇家天文學(xué)家艾里之間的 一場(chǎng)對(duì)話。哈斯認(rèn)為，天王星不同尋常的運(yùn)動(dòng)，可能是由一 顆尚待發(fā)現(xiàn)的行星的引力造成的。布瓦爾說(shuō)他也想到了這一 點(diǎn)，而且他與德國(guó)塞貝格天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)漢森曾就此話題通過(guò)信。 漢森在信中說(shuō)：?jiǎn)为?dú)一顆行星還不足以解釋天王星的運(yùn)動(dòng)， 在海王星以外 （比海王星更遠(yuǎn)處） 可能還存在另外兩顆行星。1848 年，法國(guó)天文學(xué)家巴比萊特對(duì)勒維耶的計(jì)算結(jié)果提 出了質(zhì)疑：海王星被觀測(cè)到的質(zhì)量較小，并且其運(yùn)行軌道大 于勒維耶當(dāng)初的預(yù)測(cè)。在對(duì)勒維耶計(jì)算結(jié)果簡(jiǎn)單減除的基礎(chǔ) 上，巴比萊特認(rèn)為海王星軌道外一定存在另一顆行星。他稱 這顆行星為“亥伯龍”，并認(rèn)為它的質(zhì)量大約

3、為地球的 12 倍。 勒維耶駁斥了巴比萊特的假設(shè)，他說(shuō)： “除了想象性成分很 重的各種假說(shuō)之外，我們絕對(duì)不能憑借任何東西來(lái)確定另一 顆行星的位置。 ”1850 年，美國(guó)海軍天文臺(tái)的弗格森稱他觀測(cè)到的一顆星 GR1719k “不見(jiàn)了”。該天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)默里說(shuō)，GR1719k肯定是一顆新的行星。但天文學(xué)家們后來(lái)也沒(méi)能在其他位置 找到這顆“行星” 。 1878 年，美國(guó)漢密爾頓大學(xué)天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng) 彼得斯證明：這顆星事實(shí)上并未消失，而是之前的計(jì)算結(jié)果 有誤。1879 年，法國(guó)天文學(xué)家弗拉米昂指出，彗星“ 1862 3” 和“ 1889 3”的遠(yuǎn)日點(diǎn)（距離太陽(yáng)最遠(yuǎn)點(diǎn)）距離分別為 47 和 49 天文單位（1 天

4、文單位約等于 1.5 億千米），這兩個(gè)非常相 近的數(shù)字標(biāo)志了一顆未知行星的軌道半徑，正是這顆行星把 這兩顆彗星拖曳進(jìn)了一個(gè)橢圓軌道?；谶@一證據(jù)，美國(guó)天 文學(xué)家福布斯得出結(jié)論：海王星軌道外必定還存在著兩顆行 星?；谶@樣一個(gè)事實(shí)4顆彗星的遠(yuǎn)日點(diǎn)在大約 100天文單位的地方，另有 6顆彗星的遠(yuǎn)日點(diǎn)聚集在大約 300天文 單位的地方福布斯算出了一對(duì)假想中的海外行星（海王 星軌道外的行星）的軌道參數(shù)。這些參數(shù)與另一位美國(guó)天文 學(xué)家的計(jì)算結(jié)果剛好吻合，許多人由此認(rèn)為這些參數(shù)可能是 合理的。但也有人指出，其中涉及的彗星軌道依然不確定， 因而不能產(chǎn)生有意義的結(jié)果。1900 和 1901 年，美國(guó)哈佛大學(xué)天

5、文臺(tái)主任皮克寧領(lǐng)導(dǎo) 了兩次對(duì)海外行星的搜尋工作。其中第一次由丹麥天文學(xué)家 埃米爾牽頭。在研究了 16901895年的天王星軌道數(shù)據(jù)后， 埃米爾得出結(jié)論：僅是 1 顆海外行星，并不足以解釋天王星 軌道的異常。不過(guò)，搜尋團(tuán)隊(duì)中的一位天文學(xué)家提出，只需 一顆位置在 47 天文單位的海外行星，就可能解釋天王星的 運(yùn)動(dòng)。此后，第二次搜索開(kāi)始了。皮克寧同意檢驗(yàn)任何可能 顯示了疑似行星的感光底片。然而，最終卻未能發(fā)現(xiàn)任何疑 似行星。1909 年，美國(guó)天文學(xué)家杰克遜提出， 至少有 1 顆海外行 星這點(diǎn)是肯定的， 但也很可能有第 2 顆，甚至可能有第 3 顆。 他把第一顆海外行星稱為“俄亥阿諾斯” ，并且認(rèn)為這

6、 3 顆 海外行星與太陽(yáng)的距離分別是 42 天文單位、 56 天文單位和 72天文單位。他沒(méi)有說(shuō)明自己是怎樣確定這 3顆行星存在的， 因而也沒(méi)有人去尋找它們。1911 年，根據(jù)法國(guó)天文學(xué)家拉普拉斯在木星衛(wèi)星中觀測(cè) 到的模式，并且將這些模式運(yùn)用于外行星（指太陽(yáng)系中位于 小行星帶以外的行星，按照與距離太陽(yáng)從近到遠(yuǎn)的順序，依 次為木星、土星、天王星和海王星） ，印度天文學(xué)家克塔卡認(rèn)為存在兩顆海外行星， 他將它們分別命名為 “梵天” 和“毗 瑟?”。木星 3 顆最大的衛(wèi)星依娥 （木衛(wèi)一）、歐羅巴（木 衛(wèi)二）和蓋尼美得（木衛(wèi)三）被鎖定于一種1：2：4 的復(fù)雜軌道共振（拉普拉斯共振）之中。所謂軌道共振是指：由于 它們的軌道周期呈現(xiàn)兩個(gè)小整數(shù)比例關(guān)系，所以兩顆做軌道 運(yùn)動(dòng)的天體相互施加一種經(jīng)常性、周期性的引力影響?？怂?卡提出，天王星、海王星以及他猜想的海外行星，被鎖定在 類似于拉普拉斯共振的軌道共振中。他的計(jì)算結(jié)果是， “梵 天星”與太陽(yáng)的平均距離是 38.95 天文單位，軌道周期是 242.28 個(gè)地球年，與海王星構(gòu)成 3：4 的軌道共振。當(dāng)冥王 星在 19 年后被發(fā)現(xiàn)時(shí)， 它與太陽(yáng)的平均距離 39.48 天文單位 及軌道周期 248 個(gè)地球年，與克塔卡