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第6篇 第九行星

至此，大多数天文学家逐渐放弃了通过计算发现海王星轨道外未知行星的想法。然而并不代表就没有人继续朝着这个方向努力了，美国天文学家皮克林就是一位。他在天文方面小有成就，曾发现土星的第9颗卫星。但同时，他也喜欢研究一些诸如月球上的昆虫和植被之类的东西。他晚年转向了海外行星的研究，先后预言了7颗未知天体，还四度修改自己的预言。他预言的未知天体最近的在土星轨道之内，最远的达6000多个天文单位，可谓是天女散花加乱拳出击的典型，在同行的眼里也留下了非常不靠谱的印象。

当然，他也不是光说不看的，只可惜他的观测没能有所发现。可能是觉得光自己一个观测不行，他后来请求另一位天文学家罗威尔帮忙，后者的优势就是有一个自己的罗威尔天文台。罗威尔本人最新于对火星人和火星运河的研究，他的天文台其中一大任务就是观测火星运河。不知道从这一点看，他们二人算不算臭味相投呢？

然而皮克林不知道的是，罗威尔其实也在秘密地寻找海外行星。之所以保密，自然是希望自己独享这份成果，所以他婉拒了皮克林。起初，罗威尔只是单纯的通过观测的方式寻找海外行星，并没有进行预测。当他找了5年仍然没有收获后，他也着手开始通过计算的方式预测新行星。跟皮克林的乱拳出击不同，罗威尔坚信真相只有一个。好在他的数学功底比皮克林强上不少，所以它的计算至少看上去比前者要靠谱很多。由于海王星与太阳的距离已不再符合提丢斯波得定则，罗威尔便另外寻找推算的依据。他发现海王星与天王星的轨道周期之比约为2:1，而土星与木星约为5:2，他们轨道周期的比值大致都符合一个简单分数。他据此推测新行星的轨道周期与海王星的比值也近似于2:1，据此得出该行星的轨道半长径约为47.5天文单位。后来他又通过几轮计算，将此值修正为44天文单位左右，其质量约为地球的6.6倍。接下来的数年中，他依然做着寻找新行星的尝试，然而依旧没有任何收获，于1916年带着这样的遗憾离开了人世。然而他却向世人留下了一份珍贵的遗产，就是罗威尔天文台以及其多年来积累下来的观测记录。

罗威尔曾留下了一大笔钱作为天文台运作的经费。他的遗孀对此分配相当不满，遂将天文台告上了法庭。经过这样的折腾，天文台的那笔经费已所剩无几。所幸得到了他哥哥的一笔资助，才使天文台的运作得以继续。此时的天文台，已不再将寻找新行星作为重点，但罗威尔的外甥依然希望寻找一位助手继续其未尽的事业。就在此时，天文台收到了一个名叫汤博的农民写的求职信。

汤博于1906年，出生于一个农家，自小即对天文产生了浓厚的兴趣。但由于家境贫寒，他买不起天文望远镜，只好利用一些废旧的零件和材料，自己动手制作。本来他初中毕业以后就辍学在家务农，但1928年的一场冰雹摧毁了他家的作物。他决定不能再这样靠天吃饭了，刚好罗威尔天文台正在招人，他便投去了求职信，据说这也是他当时唯一知道的天文台。

他的求职很快就被罗威尔天文台所接受。1929年，他正式成为天文台的一名观测助理，踏上了寻找新行星的征途。

当时寻找新天体的方式已经有了显著的进步，不再需要通过手工记录，再一一比对。而是可以利用闪视比较仪，通过在不同的两天对同一片天区进行拍摄的照片，进行连续快速的切换。如果其中某个星体的位置发生了移动或者是亮度发生了变化，在快速切换当中就可能被人眼所觉察，有点大家来找茶的味道。

不过要想让其发挥良好的效果，需要严格控制两张照片的曝光强度，拍摄角度等变量，汤博在这方面就费了一番苦心。起初他只是负责拍摄，对比的工作由另外一位天文学家进行。但后来那位天文学家越来越忙于其他的工作，于是汤博把对比这活也揽到了自己这里。一张照片往往包含数万乃至数十万的天体，汤博就把照片分成好多小块，每块有几百个天体，就这样逐一对比。这项工作极其枯燥，何况即使发现某个天体有移动或闪烁的情况，也未必就是未知的行星，需要逐一排除变星、彗星甚至其他干扰的可能性。这活干久了，往往容易让人麻木，但汤博还是坚持了下来且不失当初的敏锐，并未有过错判。

他原本是巡着罗威尔当初预言的位置去找的，然而找了好几个月都没有结果。他突然想到，罗威尔老先生的预测其实也并不怎么靠谱。他便放弃了这个预设，索性巡着黄道面附近找了一整圈，事实上他已经在进行巡天观测了。1930年1月，他的望远镜回到了最初的位置。在1月21，23及29日，汤博分别对同一天区进行了拍照。2月15日，他开始对比后两张照片。就在三天后的一个下午，他发现一个视星等只有十五的暗淡天体位置发生了移动。在逐一排查了除新行星以外的其他可能性之后，他兴奋地向上级报告了这个消息。在得到了台里其他天文学家的确认之后，台长斯来德决定先秘而不宣，跟踪一段时间。最终在1930年3月13日，罗威尔天文台对外宣布了发现新行星的消息。

随后，罗威尔天文台对新行星的名字进行了公开征集。最终，一位英国的11岁小女孩提议的地狱之神普鲁托的名字最终胜出，中文称之为冥王星。而汤博发现冥王星的位置，与罗威尔当初的预言只差了六度。这虽不如勒维耶预言海王星那么完美，但也足以令当时的人们相信罗威尔是复制了当初勒维耶的神话。罗威尔一时被舆论捧上了天，虽然他本人已经离世。

几个月后，天文学家们基本掌握了冥王星轨道的主要参数。半长径为39.5天文单位，偏心率为0.248，轨道倾角17度，这在各大行星的轨道当中都是相当另类的，其他八大行星当中没有一颗像冥王星那样有着如此大的倾角和偏心率。这样的情况表明，冥王星有的时候比海王星距离太阳更近，并且多数时间并不在黄道面附近。所以汤博算运气好的，那段时间冥王星刚好来到了黄道面附近，否则他在黄道面附近再怎么找也是找不到冥王星的。不过这样奇葩的轨道，也让冥王星自发现起，就一直伴随着认为它不是行星的声音。

轨道参数虽然确定了，但确定冥王星的大小却让天文学家们犯了难。无论用什么样的望远镜，都无法让冥王星显示出圆面，也就无法通过视直径来推断它的大小。大家只能退而求其次，用冥王星的亮度间接推算出它的大小来。但天文学家们深知这一方法其实并不怎么靠谱，因为这方法很大程度上受到冥王星表面物质反光率的影响。如果反光率高，推算出来的冥王星直径就比较小，反之如果反光率低，推算出来，冥王星的直径就会比较大。而当时的人对冥王星表面由什么物质组成并不了解，所以这一参数只能靠蒙，推算出来的冥王星直径自然就很不靠谱了？同样的科学家们并不清楚冥王星的平均密度，所以推算其质量也就无从谈起。

虽然明知有困难，天文学家们还是硬着头皮迎难而上了。经过粗略的估算，天文学家们当时把冥王星的质量估计为0.1~1倍地球质量。虽然事后看来这个估计还是大得离谱，但在罗威尔的预言当中，未知行星的质量约地球质量的6.6倍，而0.1~1倍地球质量的冥王星根本不足以对海王星的轨道产生什么显著的影响。人们也就慢慢发现，冥王星在距离罗威尔预言如此接近的地方被发现，也就纯属巧合而已了。

至于冥王星直径的估计。虽然天文学家们已经有所预期，如此暗淡，又显示不出圆面的冥王星，这直径自然大不了。但之前在小行星带之外发现的行星，无一例外都是大家伙，所以冥王星的直径如果被估计的过小，想来他们也难以接受。于是，他们对冥王星的反光率进行疯狂的“造谣抹黑”。所谓造谣抹黑的意思，就是把冥王星表面的反光率估计得很低，黑的就像个煤球一样。这样就可以把冥王星的直径估计得大一些，虽然或许连他们自己也没什么信心。因此，冥王星的直径起初被估计为6000多公里，后来曾一度达到上万公里。

直到1978年，冥王星的卫星卡戎被发现，这使得科学家们可以推得较为靠谱的冥王星质量。最终，冥王星的质量被确定为只有地球的0.2%，而对其直径的估计被下调到2300千米左右。这么小的冥王星，对天王星和海王星的轨道影响还不如地球对他们的轨道影响来得大，自然与罗威尔他们试图寻找的影响海王星的未知行星更没有关系了。而冥王星的发现，全因为汤博那不懈的努力以及不错的运气。

在发现冥王星后的很长一段时间内，汤博仍继续着搜索新行星的工作，目标天体的视星等下限达到17。他曾对比过9000万个天体，发现过6个星云，14颗小行星和一颗彗星，但再也没有发现过新的行星了。

就连冥王星这个他唯一发现的行星，也因为其与另外八大行星相比那特立独行的特征，导致其行星的身份一直遭到一些天文学家的质疑，最后竟催生出对太阳系内行星的新定义。

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