地球局|NASA局長下場“喊冤”，美國能為冥王星“翻案”嗎

齊魯晚報·齊魯壹點記者 彭傳剛

4月28日，美國國家航空航天局（NASA）局長艾薩克曼表示，作為“讓冥王星再次成為行星”的擁躉，他將致力于恢復(fù)冥王星作為太陽系第九大行星的昔日榮光。在冥王星被降級20年后，美國又要為其“翻案”，這事兒能成嗎？

2015年9月，美國公布了一批“新視野”探測器拍到的冥王星高清圖片。新華社

慘遭降級

美國天文學(xué)家克萊德·湯博在1930年觀測到冥王星時，一定不會想到這顆星球的命運如此多舛。當(dāng)時研究人員根據(jù)其軌道、亮度和估算的反照率計算認為，冥王星的體積和地球相當(dāng)，它因此進入行星行列，被認定為太陽系第九大行星。

然而，到了上世紀90年代，觀測技術(shù)的進步大大提高了發(fā)現(xiàn)太陽系外圍天體的能力。研究人員在冥王星軌道外圍被稱為柯伊柏帶的區(qū)域，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了很多與冥王星體積相似或更大的天體。而且，在對冥王星進行重新測量時發(fā)現(xiàn)其實際直徑只有約2370公里，比月球還要小。柯伊伯帶位于海王星軌道外，此處潛伏著很多冰冷的天體，被認為是太陽系形成過程中的殘留物。

此外，冥王星的軌道與其他行星的軌道也不一樣。其他行星軌道的偏心率和傾角大都很小，這使得它們的近圓形軌道幾乎與黃道面在同一平面上。而冥王星軌道具有高偏心率和高傾角，周期性地進入海王星軌道內(nèi)側(cè)。這讓不少天文學(xué)家為之煩惱：如果冥王星算行星，那在柯伊柏帶發(fā)現(xiàn)的其他天體算不算呢？

2006年，國際天文學(xué)聯(lián)合會通過決議，將太陽系行星界定為：圍繞太陽公轉(zhuǎn)，質(zhì)量足夠大以達到近似球形，能夠清除其軌道附近其他物體的天體。顯然，冥王星不符合第三條標準，因此被降級為矮行星，編號為134340。

國際天文學(xué)聯(lián)合會將冥王星移出行星行列的同時，還正式認定首批三顆矮行星，除了冥王星，還有鬩神星，以及位于小行星帶的谷神星。截至目前，國際天文學(xué)聯(lián)合會確認的矮行星已有5顆，新增了鳥神星、妊神星。

美國“新視野”探測器拍攝的冥王星。新華社

誰在“喊冤”

天文學(xué)界對冥王星被降級一直存在爭議，特別是在美國天文學(xué)界，想為冥王星“翻案”的聲音不時出現(xiàn)，畢竟它曾是“唯一一顆由美國人發(fā)現(xiàn)的太陽系行星”。

2014年，美國哈佛-史密森天體物理學(xué)中心就這一主題邀請專家討論，隨后讓聽眾投票表決“冥王星到底算不算行星？”結(jié)果多數(shù)聽眾選擇“算”。2018年，美國一個天文學(xué)研究團隊在美國《國際太陽系研究雜志》上發(fā)表研究報告稱，國際天文學(xué)聯(lián)合會的降級決定沒有合理的理由支撐，冥王星理應(yīng)重歸“太陽系九大行星”行列。

2019年8月，時任NASA局長布萊登斯廷重申，冥王星不應(yīng)該被降級。“我一直認為，冥王星就是一顆行星。”布萊登斯廷說，“你們可以直接寫‘NASA局長宣布冥王星重新成為行星’。我一直堅持這一點，而且我堅信這一點。”

“我們現(xiàn)在正在做一些研究，希望通過科學(xué)界重新推進這一問題的討論，以確保克萊德·湯博得到他曾經(jīng)得到過的榮譽，并再次得到應(yīng)有的榮譽。”4月28日，NASA局長艾薩克曼出席美國參議院撥款委員會聽證會時被問到對冥王星的看法，他如此回答。

不過，在這個問題上，NASA或任何冥王星支持者所能做的，只有通過科學(xué)研究推進相關(guān)討論。冥王星能否重獲太陽系行星地位，仍需由國際天文學(xué)聯(lián)合會根據(jù)科學(xué)證據(jù)作出判斷。

截至2025年，天文學(xué)家已在柯伊伯帶發(fā)現(xiàn)并正式編號的天體超過4000顆。據(jù)NASA等機構(gòu)估算，柯伊伯帶直徑超過100公里的天體，保守數(shù)量就超過10萬顆。其中數(shù)十顆天體的體積、質(zhì)量都與冥王星處于同一量級。

美國國家航空航天局（NASA）局長艾薩克曼

再探究竟

盡管被降級，冥王星仍對人類充滿吸引力。2019年下半年，NASA考慮讓探測器重返冥王星并停留一段時間。為此，該機構(gòu)向美國西南研究所（SwRI）提供資助，要求其對可能的冥王星軌道飛行器進行研究。

SwRI領(lǐng)導(dǎo)了NASA的“新視野”號任務(wù)，該探測器于2006年1月發(fā)射升空，并在2015年7月近距離飛掠冥王星，成為首個探測這顆遙遠矮行星的人類探測器，并傳回了冥王星及其衛(wèi)星的照片。這次具有歷史意義的飛掠揭示冥王星是一顆復(fù)雜多變的天體，擁有山脈、冰原、深谷和沙丘等地貌。

SwRI研究小組負責(zé)人卡莉·霍威特在一份聲明中說：“我們的計劃是將一個航天器送入冥王星軌道，讓其在此徘徊兩年，飛掠至少一個柯伊伯帶天體以及另一個柯伊伯帶矮行星。”

實際上，該團隊研究冥王星軌道器概念已有一段時間了。SwRI首席研究員阿蘭·斯特恩解釋說：“此前，在SwRI資助的一項研究中，我們對冥王星系統(tǒng)軌道器進行了詳細研究，表明該任務(wù)可以借助計劃中的運載火箭和現(xiàn)有電動推進系統(tǒng)完成。”

斯特恩補充說：“我們還證明，有可能利用冥王星最大衛(wèi)星‘卡戎’的‘彈弓效應(yīng)’，讓探測器逃脫冥王星軌道，然后去柯伊伯帶探索更多天體，例如（編號2014 MU69的小型天體）‘天涯海角’和至少一顆矮行星，以便與冥王星進行比較。”

盡管NASA最近獲得了一些資金，但并不意味著冥王星軌道探測器肯定會出現(xiàn)在其議程上。NASA還資助了另外9項任務(wù)研究，為下一個“行星科學(xué)十年調(diào)查”做準備。

“近親”天體

《自然·天文學(xué)》雜志5月5日發(fā)表的一項研究稱，天文學(xué)家通過對一顆冥王星“近親”天體的觀測發(fā)現(xiàn)，該天體周圍存在一層稀薄的大氣。這表明即使位于太陽系邊緣相對較小的天體，至少在一段時間內(nèi)也可能擁有大氣層。

在所有海王星外的天體中，只有冥王星擁有被明確探測到的大氣層。不過，由于距離太遠，在一段時間內(nèi)，天文學(xué)家都沒有辦法拿到冥王星大氣層的直接證據(jù)。針對這一情況，天文學(xué)界一般利用“掩星”可得到間接證據(jù)。掩星是指一個天體在另一個天體與觀測者之間通過而產(chǎn)生的遮蔽現(xiàn)象。如果一顆星球沒有大氣層，那么發(fā)生掩星時它就會立刻擋住來自遙遠恒星的光。如果這顆星球有大氣層，那么在發(fā)生掩星時，被遮擋的恒星光就會慢慢變暗直到消失。

天文學(xué)家利用這一原理，對一個編號為（612533）2002 XV93的類冥王星天體進行了研究。2024年1月，日本國立天文臺團隊利用京都和長野縣的專業(yè)天文臺，以及福島一位業(yè)余天文學(xué)家運營的望遠鏡，在日本三處不同地點觀測了這一現(xiàn)象。在某些觀測中，當(dāng)該天體從恒星前方經(jīng)過時，恒星光線在數(shù)秒內(nèi)逐漸變暗，而非突然變暗。這符合天體周圍存在薄層氣體（即大氣層）的預(yù)期表現(xiàn)。

在最新的分析中，天文學(xué)家通過計算得出，該天體大氣層的密度約為地球大氣層的500萬至1000萬分之一，并推測其可能由冰火山噴發(fā)的氣體維持，或者屬于短暫存在的現(xiàn)象，即由近期彗星狀天體撞擊后釋放的物質(zhì)所形成。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了此前“大氣層僅形成于較大行星周圍”的假設(shè)。

太陽系八大行星

“老九”在嗎

多年來，天文學(xué)家一直在爭論太陽系是否存在第九顆行星，即所謂“行星九”。有科學(xué)家堅信“行星九”一直存在，比如美國天文學(xué)家邁克爾·布朗和康斯坦丁·巴特金，他們認為雖然現(xiàn)在未能直接觀測到“行星九”，但可以通過數(shù)學(xué)模型和計算機模擬推測它的存在，并認為“行星九”屬于氣態(tài)巨行星。

此外，研究人員還嘗試通過直接觀測來發(fā)現(xiàn)“行星九”的行蹤。天文學(xué)家介紹，直接觀測主要有兩種方法：一種是從以往的照片中尋找，因為在冥王星被降級前，還不存在關(guān)于“行星九”的說法，所以即使以前遇到過也有可能忽略了；另一種是利用較大的望遠鏡針對特定天體進行直接觀測，但由于望遠鏡的使用時間有限，觀測范圍又很廣，這項工作仍在進行中。

有一種理論認為，海王星之外的“行星九”可能擾亂了獨立天體“塞德娜”以及其他天體的軌道。但美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校雅各布·弗萊西格其導(dǎo)師安-瑪麗·麥迪根的研究成果認為，諸如“塞德娜”等太陽系外圍天體異常軌道的形成，并非由一顆未被發(fā)現(xiàn)的大質(zhì)量行星引起，而是大量小天體共同引力作用的結(jié)果。

天文學(xué)家介紹，目前有不少研究人員對“行星九”的存在持懷疑態(tài)度。一種觀點認為，現(xiàn)在研究的這批具有特殊軌道的小行星，樣本數(shù)過少不足以說明問題；另一種觀點認為，以現(xiàn)有機制很難理解“行星九”存在的合理性：為什么一個體積龐大的行星會距離太陽如此遙遠？因為離太陽越遠，物質(zhì)密度越低，演化速度越慢，所以很難想象它能“成長”為一顆行星。而如果“行星九”是一顆從太陽系外飄來的流浪行星，我們目前對于俘獲它的機制并沒有很好的解釋。此外，如果“行星九”真的存在，其質(zhì)量約為十個地球質(zhì)量，根據(jù)它與地球的距離推測其亮度約為22等，而這個亮度目前部分望遠鏡應(yīng)該是可以觀測到的。

（資料來源：新華社、科技日報等）

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