美國加州理工學(xué)院的科學(xué)家29日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系內(nèi)的第十大行星，大小相當(dāng)于冥王星的1.5倍。它距太陽的距離是冥王星的3倍。被命名為2003UB313。

 2004年初，美國科學(xué)家也曾在距離地球129億公里外，找到一顆紅色小行星命名為“塞德娜”。當(dāng)時，它被認為是太陽系的第十大行星。但是很多天文學(xué)家提出質(zhì)疑，經(jīng)過科學(xué)家的再三鑒定，最后認為它不夠資格。

目前認為，太陽系有九大行星，分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。也有科學(xué)家提出，其實冥王星到底算不算行星，都有一些分歧。(永青)

2003年10月，加州理工學(xué)院麥克·布朗教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊觀測到了一顆位于太陽系外圍柯伊伯帶的天體。2005年1月，經(jīng)過再次分析，布朗判斷該天體的體積比冥王星還大。

布朗原本決定直到精確地計算出它的尺寸和軌道后再將發(fā)現(xiàn)“第十大行星”的消息告知于大眾。但2005年7月28日，另一個西班牙天文學(xué)家小組宣布在柯伊伯帶發(fā)現(xiàn)了高亮度的星體，同時布朗的小組發(fā)現(xiàn)保存研究資料的網(wǎng)站被黑客侵入。

迫于無奈，布朗不得不在7月29日倉促發(fā)布消息。他在電話里向新聞界宣布：“拿起你們的筆，從今天開始改寫教科書。”

至此，全世界才認識了這顆被暫時命名為2003-UB313的新星———它與太陽的最遠距離是冥王星的3倍，顏色灰暗，表面寒冷，軌道呈橢圓形，個頭卻比冥王星還大。

天文學(xué)家是通過2003-UB313的亮度，也就是它反射太陽光的多少，來判斷其尺寸的。天體的反射率除了與體積有關(guān)，還受星球的表面材質(zhì)影響。因此在確定其真實材質(zhì)之前，科學(xué)家根據(jù)不同的反射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。從地球上觀測，這顆新星是柯伊伯帶中亮度第三的星體。如果按照100%反射光線，它的直徑也有2210公里。如果反射率為90%，直徑就達到2330公里，同直徑約為2400公里的冥王星相當(dāng)。如果反射率為60%，直徑則為2860公里。若反射率與冥衛(wèi)一類似(38%)，直徑就為3550公里，是冥王星大小的1.5倍。

此外，2003-UB313的橢圓軌道也比冥王星更“扁”：其公轉(zhuǎn)周期長達560年，遠日點離太陽97天文單位(1天文單位約為1.5億公里，相當(dāng)于太陽到地球的距離);近日點卻只有38天文單位。軌道平面與地球等行星軌道平面的夾角達到近45度之大(冥王星與地球等八大行星的夾角為17 度)?？茖W(xué)家猜測，有可能是它屢次靠近海王星，運行軌道受到影響，以至于成了明顯的橢圓形。布朗說，正因為這些特性才導(dǎo)致2003-UB313時至今日才被人發(fā)現(xiàn)。

同冥王星一樣，2003-UB313也位于遙遠的柯伊伯帶(KuiperBelt)。1951年，天文學(xué)家柯伊伯提出，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公里左右的暗淡天體，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，擁有幾萬個或可能更多天體，由冰和巖石組成。科學(xué)家相信，這些天體是早期太陽系中物質(zhì)凝聚成各大行星的過程中剩下來的殘渣。

人們曾經(jīng)認為，柯伊伯帶只有小行星和彗星出沒，但是被發(fā)現(xiàn)的大型柯伊伯帶天體(KBO)越來越多，體積的記錄也迅速被刷新。而布朗等人組成的研究小組就曾發(fā)現(xiàn)比冥衛(wèi)一更大的“夸歐爾”(Quaoar)，以及尺寸更大、曾被疑為第十行星的“塞德娜”(Sedna)。

現(xiàn)在他們終于發(fā)現(xiàn)了體積超過冥王星，可能成為太陽系第十大行星的2003-UB313.改寫教科書?

對于2003-UB313的行星身份，布朗信心十足，他說：“我們有百分之百的信心確認，它是太陽系外圍發(fā)現(xiàn)的第一個比冥王星大的天體。如果冥王星能被接受為一顆行星，那么2003-UB313更有資格。”

而反對的聲音也在同一時間出現(xiàn)，有天文學(xué)家稱，如果2003-UB313算行星的話，那么其他和它差不多大小的天體都應(yīng)該被稱做行星，根據(jù)該邏輯，2003-UB313要排在一系列以前發(fā)現(xiàn)的“行星”——包括“塞德娜”之后，而不能稱為“第10大行星”。

美國卡耐基學(xué)院行星組成理論家阿蘭·波斯稱，2003-UB313的發(fā)現(xiàn)是天文界的一大盛事，但他同樣認為不應(yīng)該將它稱為一顆行星。

波斯稱，海王星軌道之外的天體，包括冥王星都應(yīng)該被稱“柯伊伯帶行星”。波斯對記者表示：“將它們稱做行星的話，對太陽系中的其他大家伙來說，顯然太不公平了。”

反對者還提出，2003-UB313軌道平面與即黃道面相交成45度角，其軌道為橢圓形，不符合太陽系共面性和近圓性的普遍規(guī)律。而且，布朗等人根據(jù)亮度估大小，再據(jù)大小估質(zhì)量。但是真正要確定一個天體，要有精確的質(zhì)量，才能算準(zhǔn)軌道。

對于新星的身份，資助布朗研究的美國宇航局也在其網(wǎng)站上稱“第十顆行星被發(fā)現(xiàn)”。但是宇航局的官員說，決定2003-UB313是不是太陽系“第十大行星”不是美國宇航局的工作，這該是國際天文聯(lián)盟的責(zé)任。

那么，“太陽系有九大行星”的說法是否真的會被重寫?全世界教科書上的內(nèi)容需要更改嗎?至少，我們必須對太陽系結(jié)構(gòu)以及行星的概念進行重新研究。

再見“塞德娜”

事實上，布朗和他領(lǐng)導(dǎo)的小組已經(jīng)不是第一次對天文界提出難題了。2003年底，他的小組在距地球129億公里外，找到一顆紅色小行星2003-VB12.最初，布朗也一度提出它是太陽系的第十大行星，并依照因紐特神話傳說中海洋女神的名字，給它起名為“塞德娜”。

不過當(dāng)確定其體積比冥王星小時，“塞德娜”加入太陽系行星家族的希望也破滅了。

“塞德娜”

的主要成分是冰和巖石，其體積大小約為冥王星的四分之三。“塞德娜”也創(chuàng)造了整個太陽系的最冷紀(jì)錄：估計其溫度為零下240℃，同2003-UB313不相上下。它以一個較大的橢圓形軌道圍繞太陽運行，距離太陽最遠的距離超過135億公里。

有天文學(xué)家認為，“塞德娜”很可能是冥王星的同類，屬于起于海王星外、終結(jié)于冥王星外的冰石碎塊集中的柯伊伯帶。柯伊伯帶被認為是在太陽系誕生時遺留下來的，從1992年來人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大約800個柯伊伯帶天體，其中有些天體的可預(yù)測軌道可以把它們帶到距太陽1500億公里處，這遠遠超過了 “塞德娜”的軌道。

由于其體積比冥王星小，“塞德娜”最終被正式歸類為“小行星”。在2003-UB313被發(fā)現(xiàn)之前，“塞德娜”一直是自1930年發(fā)現(xiàn)冥王星之后所發(fā)現(xiàn)的圍繞太陽運行的最大天體，比2002年發(fā)現(xiàn)的“夸瓦爾”(Quaoar)小行星還要大一些。布朗稱：“我們認為這只是太陽系最原始的天體之一。”他表示因為行星應(yīng)當(dāng)比同一區(qū)域內(nèi)的其他天體體積更大，因此無法將“塞德娜”歸于行星一類，不過他堅信會在“塞德娜”附近發(fā)現(xiàn)更大的天體。

果然，比冥王星更大的柯伊伯帶天體2003-UB313的發(fā)現(xiàn)印證了他的預(yù)測。

在因紐特人傳說中，“塞德娜”是創(chuàng)造北極海洋生物的造物女神，生活在海底冰窟里面，這與2003-VB12寒冷的表面很搭配。布朗說，他也已經(jīng)為2003-UB313擬好了名字，正等待國際天文學(xué)聯(lián)合會批準(zhǔn)，但是拒絕向公眾透露。按照國際慣例，如果2003-UB313真能算作“第十大行星” 的話，它將被賦予西方神話中諸神之一的名字。外界猜測，古希臘神話中冥王的妻子珀爾塞福涅的名字應(yīng)該是首選，珀爾塞福涅一年只有六個月陪著冥王，另外半年留在人間;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。

“廢物”冥王星之爭

當(dāng)太陽系第十大行星難以出爐之時，冥王星占據(jù)“第九大行星”的寶座也一直遭人詬病，還曾一度出現(xiàn)過讓大眾難以接受的傳言———天文界準(zhǔn)備“廢黜”冥王星作為太陽系九大行星之一的地位。

20世紀(jì)初，在美國天文學(xué)家洛韋爾、湯姆勃等人的長期觀測下，人們終于在1930年1月21日找到了冥王星。冥王星的直徑、質(zhì)量是行星中最小的，密度為每立方厘米1.8～2.12克，反射率為50%～60%，這同太陽系外部行星的幾顆大衛(wèi)星很相似。

從75年前冥王星作為第9大行星被發(fā)現(xiàn)開始，天文學(xué)界就一直存在著一個相當(dāng)大規(guī)模的群體，拒絕承認冥王星的“第九大行星”身份。和其他行星相比，冥王星更小，運行軌跡是橢圓而不是圓形，它軌道平面的角度也比其他行星的偏離了17度。因此，有天文學(xué)家認為，冥王星是天文觀測史上的一個意外事件，它不應(yīng)該稱為行星。國際天文聯(lián)盟行星系統(tǒng)科學(xué)部主管威廉姆斯指出：“當(dāng)年給冥王星確定行星地位，是因為據(jù)測算它的直徑接近15000公里，比地球還大 12%，如果按照這一數(shù)據(jù)考慮，它是太陽系的第五大行星，而不是第九大行星。”

1997年，冥王星的發(fā)現(xiàn)者湯姆勃去世后，一些天文學(xué)家建議國際天文聯(lián)盟“降級”冥王星地位的呼聲此起彼伏。1999年，冥王星將被剝奪行星地位的流言更是廣泛流傳。此消息一出，引起了天文愛好者的強烈反對，他們紛紛發(fā)表檄文，對這一說法表示不贊成。

威廉姆斯說：“冥王星是否是一顆真正的行星這一細節(jié)問題本來就不是問題，只有我們規(guī)范了行星的定義，這樣才能確定它的地位。但是，從歷史和文化的角度而言，大家還是希望冥王星仍然還是太陽系行星大家庭中的一員。”

8個與23個的選擇

不論是冥王星是否該“降級”，還是“塞德娜”和2003-UB313的身份爭議，全球天文界爭論的焦點都是圍繞著“行星”的定義。

國際天文聯(lián)盟負責(zé)給地球之外的所有天體命名，但是對于行星的定義，該組織一直沒有定論。天文聯(lián)盟成員表示，該協(xié)會可能在短時間內(nèi)拿出一份提議，平息關(guān)于行星定義之爭，但是，在協(xié)會內(nèi)部目前也存在著分歧。樂觀的看法是，一個統(tǒng)一的定義會很快達成，但是大多數(shù)科學(xué)家認為，這遠沒有想象的簡單。

在行星的基本定義上，科學(xué)家們大致上認同這樣的說法：直接圍繞恒星運行的天體，由于自身重力作用具有球狀外形，但是也不能大到足夠讓其內(nèi)部發(fā)生核子融合。

但是實際上，最終的定義會比這復(fù)雜得多，有的天文學(xué)家傾向于把太陽系外圍較小的天體稱作“矮行星”，而另外一些人則愿意把它們叫做“小行星”，或者“柯伊伯帶行星”，還有一些人則根本不想用到行星這個詞。

如果2003-UB313被定義為一顆行星，那么在其之前被發(fā)現(xiàn)的柯伊伯帶的其他星體也必須被認定為行星。這樣一來，按照排序，它就不是太陽系第十大行星，而是排得更靠后。

國際天文聯(lián)盟小行星中心的主管布賴恩·馬斯登認為，簡單的定義在理論上行得通，如果被采用，太陽系將擁有至少23顆行星。

但是在實際操作上，他還是傾向于冥王星發(fā)現(xiàn)之前的八大行星稱法，只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)比火星或地球更大的太陽系天體時才稱其為行星。

加利福尼亞州伯克利大學(xué)的吉博·巴斯利教授曾經(jīng)提出過一個按照較小的直徑底限來定義行星的簡單定義，他認為，所有圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，且直徑大于 700公里的物體都是行星。因為只有在700公里以上的物體才能通過重力將自身發(fā)展形成為一個球體。而小于這一數(shù)字的物體，如小行星和彗星，都是如馬鈴薯形狀的不規(guī)則物體。

但是，即使按照巴斯利的這一定義，就我們目前發(fā)現(xiàn)的天體而言，太陽系還是會有超過12個行星存在，原本失去機會的“塞德娜”也將入圍。

“讓文化意義勝出”

面臨著天文學(xué)界的眾說紛紜，發(fā)現(xiàn)新天體2003-UB313的布朗則試圖把“行星”的定義引向文化上的泛意所指，而不是一個科技詞匯。

布朗認為，冥王星在當(dāng)今文化上的作用難以取代。對于普通大眾，冥王星早已被視作行星，從小學(xué)課本到紀(jì)念郵票甚至到占星術(shù)，冥王星已經(jīng)被公眾理所當(dāng)然地接受。布朗承認，一些科學(xué)家為了保住冥王星的行星地位，千方百計地編造出各種理由，但是沒有一個能站得住腳。但他說：“當(dāng)人們正等著迎接第十大行星時，天文學(xué)家突然宣布，太陽系有23顆行星?？赡苋藗円搽y以接受。”

在研究小組的網(wǎng)站上，布朗說：“我們宣布新發(fā)現(xiàn)的比冥王星更大的天體，確實是顆行??我不會去爭論它是否在科學(xué)理論上是行星，因為現(xiàn)在還沒有適合太陽系和我們文化的科學(xué)定義，所以我決定讓文化意義勝出。”

不過更多的人還在等待國際天文聯(lián)盟的裁定。最后的定論可能至少還要等上一年，下一次的全體大會將于2006年8月在葡萄牙舉行。可以預(yù)見的是，屆時關(guān)于行星的定義、冥王星的地位等一系列長期困擾天文學(xué)界的難題將再次浮出水面，成為各方爭論的焦點。關(guān)于行星的定義可能將在該協(xié)會的全體大會上投票決定。

但即使到那時，這一問題也不可能得到徹底的解決。不過，大多數(shù)天文學(xué)家都認同國際天文聯(lián)盟所做的努力。國際天文聯(lián)盟小行星中心的主管馬斯登認為，2003-UB313的發(fā)現(xiàn)“提供了解決行星之爭的最好機會”，人們會更進一步了解我們所處的星系，而對于天體的定義，或許科學(xué)、文化和歷史最終會找到一個折衷方案。

類地行星

在太陽系小行星帶的內(nèi)側(cè)，是四顆類地行星———水星、金星、地球和火星。它們由固態(tài)的巖石和金屬構(gòu)成，體積較小，密度較高，自轉(zhuǎn)較慢，表面呈固態(tài)，沒有光環(huán)，衛(wèi)星較少。

水星

最靠近太陽，也是永久受害者，無法產(chǎn)生保護性的大氣層。因經(jīng)常受到來自宇宙的撞擊，其表面日益坎坷不平。由于缺乏絕緣物，水星溫差極大，向陽面熾熱，背陽面寒冷。

金星

金星的活火山具有補償大氣層的作用，然而在高溫下，水分蒸發(fā)殆盡。沒有水，金星就無法實現(xiàn)使碳回歸地殼的循環(huán)。二氧化碳濃度無休止地上升，導(dǎo)致了不可抑止的溫室效應(yīng)。金星的溫度高得可將鐵熔化，無法孕育任何生物。

地球

距離太陽的遠近適中，既可使水以液態(tài)存在，又能接受太陽溫暖的照射，因此具備生命存活所必須的平衡狀態(tài)。火山運動再造了大氣層，而水循環(huán)又使二氧化碳濃度得到控制。生物在消耗二氧化碳的同時也產(chǎn)生臭氧層來過濾太陽輻射。

火星

試圖演變成一個包容生命的好客之家。最初取得了部分成功，表面有了海洋與河流，不幸的是由于質(zhì)量太小，沒有足夠的引力固定大氣層。

類木行星

火星之外是四個氣浪翻涌的行星———木星、土星、天王星和海王星。它們最顯著的一個共同之處就是體積都非常大。這幾個星球的基本元素有氫和氦，是太陽系中天氣最惡劣的星球。

木星

體積相當(dāng)于1400個地球，質(zhì)量超過太陽系其他8大行星質(zhì)量的總和。木星有濃密的大氣，而且層層壓縮，中心部位的氣體已被壓縮呈液態(tài)，其質(zhì)量為地球的20多倍。

土星

盡管土星是太陽系中第二大行星，重量卻是最輕的。它幾乎全部由氫氣構(gòu)成。土星表面看似平靜，實際上在大氣層上部氫霧籠罩下的陣風(fēng)以駭人的速度運動著。土星上的風(fēng)力可達每小時1800公里。

天王星

天王星的自轉(zhuǎn)遠遠偏離了軸線，看起來似乎是繞著邊緣在旋轉(zhuǎn)。最奇怪的是，它的南北磁極與地理上的南北極完全不同。天王星早期曾受到天體的撞擊，造成了行星的逆向自轉(zhuǎn)。

海王星

海王星的內(nèi)核比其他氣態(tài)星球含有更多的巖石，如果距太陽再近一些，它很可能會演變成類地行星。如木星一樣，海王星有一個和地球一般大小的風(fēng)暴中心。海王星上大黑洞形成的風(fēng)是太陽系中最猛烈的。

太陽系外延

在4個類地行星和4個類木行星之外，是太陽系的第9個行星———冥王星，以及“塞德娜”、“夸瓦爾”等柯伊伯帶天體。關(guān)于這些星體的定義之爭一直存在至今。

冥王星

九大行星中最小的一員，其運行軌道的偏心率卻是九大行星里最大的。冥王星繞日公轉(zhuǎn)時有一段軌道甚至位于海王星軌道以內(nèi)。冥王星的體積小于地球和月亮，質(zhì)量不足地球的千分之三。

“塞德娜”

體積約為冥王星的四分之三，表面溫度為零下240℃。它以一個較大的橢圓形軌道圍繞太陽運行，距離太陽最遠的距離超過135億公里。

柯伊伯帶

起于海王星外、終結(jié)于冥王星外的冰石碎塊集中帶，被認為是在太陽系誕生時遺留下來的。從1992年至今，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大約800個柯伊伯帶天體。

“X行星”

一些天文學(xué)家一直堅信第10顆大行星的存在，因為這顆被稱為“X行星”的天體可用來解釋天王星和海王星繞日公轉(zhuǎn)軌道不規(guī)則的現(xiàn)象。

通過電腦模擬，科學(xué)家們計算出“X行星”的質(zhì)量可能是地球的2至5倍，它的軌道可能比冥王星的更傾斜，公轉(zhuǎn)一周將耗時一千多年。