新疆域
                          FRONTIERS

[美]艾萨克·阿西莫夫  著
上海科技教育出版社 1999.12

扫描，校对：异调


空间科学新疆域（FRONTIERS OF SPACE），何妙福  译

                      难以捉摸的第10颗

    一个世纪以来，天文学家一直在寻找海王星之外的一颗巨行星，
可是他们没有找到。然而，如今他们有了一个可能有助于达到这一目
标的新工具。这就是一个仍在传送信号的探测器，虽然它远在已知的
最外围的行星之外。

    首先，是什么使得天文学家认为有这样一颗行星呢？

    1781年，第七颗行星，即天王星被发现之后，结果表明其轨道与
计算值稍微有些偏离。于是天文学家断定在天王星之外必定存在第八
颗行星，正是它对天王星的引力作用未被考虑到而导致计算的误差。
19世纪40年代初期，天文学家为了解释天王星的真实运动，开始着手
计算这第八颗行星肯定会在何处。1846年，对天空中根据计算所指出
的位置进行了观察，仅经过半小时的搜索之后，就发现了一颗新行星
——海王星。

    于是，1900年，天文学家又着手计算海王星之外的一颗巨行星的
可能位置。这次寻找要困难得多。行星越远，它就越暗，因而面对暗
淡的星空背景，就越难观测到它。而更糟糕的是，行星越远，它运动
得越慢，使得它甚至更难以与不动的恒星区分开来。

    然而，1930年，第九颗行星，即冥王星被发现了。它存在于海王
星之外，因而，曾几何时，看来问题似乎已经解决了。但对冥王星研
究的时间越长，它似乎显得越小。现在我们知道它比我们的月球还小，
而且简直比一颗大的小行星大不了多少。它太小了，所以不可能对天
王星或海王星有任何显著的引力作用。

    这意味着天文学家仍须继续寻找海王星之外的某个大天体，一旦
找到了，就将被称作第10颗行星。可是至今未曾观测到这样的行星。

    回溯到1972年，当时一个叫作“先锋10号”（Pioneer 10）的木
星探测器被发射升空，此后又发射了它的姐妹探测器，即“先锋11号”。
在1973和1974年，这两个探测器先后经过木星，自此以后继续作远离
太阳的飞行。如今“先锋10号”已远在海王星的轨道之外。现在冥王
星所处的位置比海王星稍为接近太阳一些。所以，“先锋10号”比任
何已知的行星还远离太阳约10亿英里。

    “先锋10号”正在继续发射波长很精确的无线电波。随着该探测
器运动速率的改变，此波长稍有变化。天文学家能正确地计算出，由
于太阳以及各个已知行星的引力作用，该探测器的速率和所发射的无
线电波的波长有多大变化。

    假如无线电波长除计算所得的变化之外还存在任何变化的话，那
么必定是由于另一引力作用的结果。这样的引力有三个可能的来源。
第一是遥远的彗星带，它被认为存在于行星的轨道之外的远处。因为
彗星处于各个方向，它们的引力作用趋于相互抵消，这不太可能是个
引力源。第二个引力源可能是一颗矮星，它也许是太阳的一颗遥远的
伴星。最后，第三个可能性（也是最有可能的）则是那个难以捉摸的
第10颗行星。

    然而，近年来，“先锋10号”未曾检测到什么迹象表明存在着一
个无可怀疑的引力场。这就是说，不大可能存在一颗太阳的伴星，或
者甚至不大可能有一颗真正的，比如与木星大小相近的巨行星在那里
（木星的质量为地球质量的300多倍）。

    但仍有可能存在着一颗中等大小的行星，比如说5倍于地球的质量。
由于它可能在其轨道的某个部分，那里太远了，不会产生显著的引力
作用，因此也许它对“先锋10号”显示不出什么影响（一颗伴星或木
星大小的行星，不论在任何合理轨道上的任意点，都会显示其影响，
但一颗较小的行星则不会）。

    因此，第10颗行星可能具有一个很扁的椭圆轨道，只不过每隔800
年左右，它会运行到相当接近外行星的位置。然后，大约100年间，它
将逗留在足够接近外行星的位置，从而对外行星产生引力作用，而在
其余的700年间，它的引力作用逐渐减小到实质上不存在。

    从而，或许在1810年到1910年之间，这第10颗行星曾足够接近，
以至于很微小地改变了天王星和海王星的轨道，但自此以后再也没有
过。直到公元2500年左右，才会出现另一个干扰周期。而且，该行星
可能在一个与其他行星的轨道形成大交角的轨道上运行。这会使它在
天空的完全预料不到的位置出现，从而使对它的寻找更加困难得多。
所以，天文学家必须继续去搜索。