为什么冥王星这么怪异?
牛顿从来没听说过有冥王星,真是幸事;如果听说了, 他也许就不敢把太阳比喻为一个雄伟壮丽、秩序井然的钟。 冥王星自从被发现以后,就成为所有行星间的异类。
所有行星都在同一平面上绕行太阳——除了冥王星, 它的轨道偏斜了 17度;所有行星的轨道都大致为圆形—— 除了冥王星,它在1979年到1999年之间的轨道呈椭圆,实 际落入了海王星轨道圈内;所有行星都显现在成分上的规 律性,较内层的诸行星体积较小和岩石较多,外层的诸行星 则大而且主要为气体——除了冥王星,它是在太阳系边缘 上一块小小的岩石世界。
我可以这样不断说下去,但是你已经知道是怎么回事 了:冥王星就是格格不入。这种情况自然就导致了一个推 测,认为它根本不是一个行星,而可能是一个被捕获的彗星 或是某个逃脱的卫星。1978年时,天文学家发现了冥王星 有自己的卫星[称作“卡戎"(Charon),依希腊神话中为亡灵 摆渡入冥府的船夫命名],这发现使得以上这两种推测都难 以成立。单一物体被捕捉进太阳系的几率已经是微乎其微 了,捕捉到两个更是不可思议。
天文学家已开始把冥王星看作不是行星辈的怪物,而 是在太阳系最外围区域的正常成员。这些区域一向有点神 秘,因为(1)我们的望远镜以前没有能力看到在那里的小物 体;(2)以前我们没有足够大的电脑来处理这些物体之间极 度复杂且不断变迁的重力。然而,在最近五年,哈勃太空望 远镜再加上一些新电脑就改变了这种情况。
现在逐渐浮现的图像是,当星系形成时,外围诸星经过 其重力的影响,防止了在木星轨道之内(因此有小行星带) 以及海王星轨道之外,有任何行星形成。在开始的时候,原 本在海王星外的是一片大致上相同的物体环带,每个物体 的直径小则几英里,大则几百英里。
渐渐的,各种影响减少 了这种物体的数目。例如,它们偶尔会互相碰撞,一起将自 己踢出环带,路过的星体以及气体巨星重力影响都同样会 构成扰动。计算显示,在环带的内侧,物体应该逐渐减少 [天文学家称之为“重力侵蚀(gravitational erosion)]o I 为我们现在在那里看不到任何东西,所以我们知道这种作 用已经进行很长时间了。如果我们能看得更远,大概就能 看见原始未被侵蚀过的环带物质。 ’
根据这种理论,冥王星只是曾经存在于内环带的众多 大型物体之一。在太阳系演化早期的某个阶段,最终变成 冥王星的物体,与它邻近的物体发生碰撞,这就使得冥王星 损失了一些能量,而移居至目前稳定的轨道上(这次碰撞也 给了这行星一个小卫星)0电脑模拟显示,只有经历过这 样碰撞的物体,才可能长久停留在太阳系中。因此,冥王星 之似乎不同于其他行星,就是因为它确实是与众不同。它 并不真是一个行星,而是一大群非行星体的最后存活者。
在往后的几年内,使用哈勃太空望远镜的天文学家,将 会详细地观察到冥王星轨道之外的太空区域。如果他们能 发现任何证据显示出重力侵蚀确实是决定太阳系外围演化 情形的主要因素,那么冥王星就再也不能算是怪异的了 (再 说一句,在本书付印时,已宣布发现了在这区域中有两百多个大小如新罕布什尔州的物体,正如这理论所预测的)0
这个新观点,除了能让我们对我们自己的太阳系的发 展有更深的了解之外,对于我们未来在搜寻绕行其他恒星 的星体时,也有极大的重要性。到目前为止,一向的说法都 是,假设其他的太阳系有多少是类似于我们自己的太阳系。 老实说,在知道了太阳系对于大型外围行星的影响有多么 敏感之后,我再也不敢认定这样的假设是正确的了。
如在 其他太阳系里,相当于木星与海王星的行星比我们的这两 个行星只略大或略小一些,或是它们的轨道在略为不同的 地方,则这另一太阳系的外围就非常可能和我们的太阳系 很不相像。例如,它可能就没有冥王星,或是有数十个冥王 星。无论如何,来自那个太阳系的行星上的天文学家,必定 会大为惊讶地发现,我们的太阳系中,只有单独一个从原始 行星带遗留下来的存活者。