冥王星退位后向何处去

中国科学院紫金山天文台王思潮

今年8月24日一条重大的新闻闪电般地传向世界每一个角落，这就是冥王星“宣告退位”，离开了大行星的宝座。各国中、小学教科书将随之改动，七十多年来，人们耳熟能详的太阳系九大行星将变成八大行星。

人们在惊愕之余，不禁想知道这位“退位君王”的身世，他又为什么会退位？退位后又将走向何方？

冥王星的艰难出世

1781年之前，人类对太阳系的认识最远到土星，她离太阳的平均距离为14亿千米，为地球离太阳平均距离的9.5倍。1781年3月13日英国天文学家威廉·赫歇尔发现了天王星，使人类对太阳系认识的范围扩大了一倍，增至28.7亿千米，是日地距离的19倍。

随后，天文学家通过观测发现天王星绕太阳公转的轨道运动有些异常，这种异常激发了法国青年天文学家勒维耶和英国剑桥大学学生亚当斯的浓厚兴趣，他们猜测在天王星之外还可能有一颗新行星，这颗新行星的引力影响天王星的运动，他们分别计算出新行星的位置，1846年8月28日果然在预测的位置上发现了海王星，使人类对太阳系的认识范围扩大到45亿千米。

海王星的发现引起了天文学家寻找第九大行星的兴趣。但第九大行星可能更远、更暗、更难寻找，美国天文学家洛威尔计算出新行星的可能位置，用望远镜在茫茫星海中找了十多年，直到突然去世，还是“壮志未酬身先死”。

1929年一位中学毕业的美国青年汤博来到洛威尔身前所在的洛威尔天文台，用新的望远镜和设备开始了艰苦而乏味的拍照底片和寻找工作，终于在1930年2月1日发现了一颗很暗的新行星。这个消息轰动了全球并开始了新行星的命名征集工作，很多人的提名都与以往一百多年来发现的小行星名字重复，因此，通不过。此时有一位11岁的英国小姑娘凡纳提亚，她读过希腊和拉丁民族的神话，也略知一些太阳系行星的知识，就通过她祖父建议命名为“Pluto”。当时洛威尔天文台的台长知道后，大喜过望，说正是他梦寐以求的名字，因为新行星正在远离太阳59亿千米的幽暗太空中跚跚前行，与罗马神话中住在阴森森地下宫殿里的冥王“Pluto”非常相似。

冥王星为什么会退出大行星宝座

1930年，美国23岁的天文工作者汤博发现冥王星后，由于这颗新行星很远很暗，使他错估了冥王星的大小，以为冥王星比地球还要大，所以命名为大行星，成为太阳系的封疆天神。1978年，冥王星的卫星被发现，从而计算出冥王星的质量还不到地球的百分之一，后来经过进一步观测，发现其直径仅为2300公里，不到地球的五分之一（地球直径约12800公里），等到这些错误被纠正，冥王星早已写入教科书。1980年，著名的行星天文学家布赖恩·马斯登在一次学术会议上，提出应把冥王星降级为小行星，遭到与会的美国天文学家的激烈反对，威胁要将马斯登扔进宾馆的游泳池。

2003年美国天文学家布朗等发现了2003年UB313星（暂起名齐娜星），它比冥王星更大。既然冥王星是大行星，齐娜星更应成为大行星，这样就把行星标准的争论推向了高潮。

今年（2006年）8月15日至24日，国际天文学联合会在捷克首都布拉格召开大会，大会上就行星的标准和冥王星的地位开了两次辩论会，在8月22日第二次辩论会上，一位美国天文学家已预感到冥王星的退位，他带着感伤的心情从布拉格向美国发回了电子邮件，他说：“这是失去冥王星的日子。”8月24日，大会就行星的标准进行投票表决，按表决通过的行星标准，冥王星退出了大行星。

冥王星虽去犹荣

这场冥王星地位和行星标准的大争论给我们最大的启示是什么呢？争论的深层背景又是什么呢？实质上这场争论反映了人类对太阳系的认识比40年前空前地丰富。自从20世纪60年代开始，随着新的强有力的地面望远镜投入观测、宇宙飞船的空间探测和人类登上月球，这40年来人类对太阳系天体知识的增加量已超过20世纪60年代前几千年的知识总和。就拿冥王星和齐娜星等天体这个例子来说，尽管冥王星已走下大行星的宝座，但以冥王星和齐娜星为代表的柯伊伯环带的发现，其意义已远超过冥王星和所谓“第十大行星”发现的意义，这是对太阳系结构的新认识，是人类对太阳系认识质的飞跃，而不是一个又一个新行星量的增加。

自从上世纪九十年代以来，天文学家已发现在海王星外面有数以百计的小天体，直径从几百公里到上千公里，形成环绕太阳公转的小天体群，被称为柯伊伯带，估计这个柯伊伯带还有几十万颗直径一公里以上的冰冻天体，那里珍藏了太阳系刚诞生时的宝贵讯息，冥王星虽不是其中最大的一颗天体，却是“领军人物”，因为在柯伊伯带的天体中，天文学家对冥王星的观测和研究最多，是一个典型。

今年1月19日美国成功地发射了“新视野号”宇宙飞船，她带着中国和其他国家数以万计天文学家和爱好者的名字，飞向冥王星和柯伊伯带天体，将于2015年飞近冥王星开始空间探测。冥王星作为柯伊伯带“领军人物”的科学地位已超过作为大行星的意义，冥王星虽去犹荣。九年后冥王星将焕发出更耀眼的光彩。她虽走下了神坛，却登上了科学的高峰。

因此我们不必为冥王星走下大行星宝座而感伤，应为人类进入太阳系探测的黄金时代而欢欣鼓舞，教科书将随着科学的进步而不断修改，这是好事。

附：国际天文学联合会决议——太阳系行星的定义

现代的观测正在改变我们对行星系统的认识。重要的是，我们对天体的分类需要反映我们目前对它们的了解深度。这一点现在特别适用于对“行星”定义的确定，原来“行星”这个词描述的只是在夜空中游动的星星，即为古人所知的“游荡者”。而现在新的发现使我们可以根据已有的科学信息创建一个新的行星定义。

决议5、国际天文学联合会决定将行星和我们太阳系的其他天体按下述标准定义为三种不同的类别：

（1）“行星”是一个具有如下性质的天体：（a）位于绕太阳公转的轨道上，（b）有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状（近于球形）以及（c）已经清空了其轨道附近的区域。

（2）“矮行星”是一个具有如下性质的天体：（a）位于绕太阳公转的轨道上，（b）有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状（近于球形），（c）还没有清空其轨道附近的区域，以及：（d）不是一颗卫星。

（3）其他所有围绕太阳运动的不是卫星的天体应被统称为“太阳系小天体”。

注1：八颗行星是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星；

注2：国际天文学联合会将建立把处于边界条件的天体归为“矮行星”和其他类型天体的处理程序；

注3：目前这些太阳系小天体包括绝大多数的太阳系小行星、绝大多数的海王星外天体（TNO）、彗星和其他小天体。

国际天文学联合会关于冥王星决议。

决议6：国际天文学联合会进一步决议：根据上述的定义，冥王星是一颗“矮行星”，并且被视为海王星外天体的一个新族的标志。