发布单位: 台北市立天文科学教育馆
十八世纪末 ,一位德国天文学家约翰 .波德 ,认为自己一定会因为发现一颗新的行星而名留青史 ,因为他身处行星科学在欧洲蔚为风潮的时代 ,科学家开始能推算出行星环绕太阳运转的轨迹 ,并计算出各行星与太阳之间的平均距离 。当时已经发现的行星 ,以地球与太阳的平均距离为单位 ,也就是所谓的天文单位 (AU) 。
水星 0.39
金星 0.72
地球 1.0
火星 1.5
木星 5.2
土星 9.5
有找到其中的规律吗? 来看看下方图表 ,除了火星和木星之间好像少了什么 ,行星看起来几乎是均匀分布于图中 。
这个现象对波德来说意义甚巨 ,他是虔诚的教徒 ,认为神一定有特别安排行星的分布 ,而这些数据上的规律就是最好的证明 。当时科学界一致认为 ,火星和木星之间一定还有其他行星 ,只是还有没被找到而已 。
波德以这样的规律为基础 ,预言比土星更远处还有一颗行星 ,他更算出了这颗行星与太阳之间的距离 。1781 年 ,一位天文学家发现天王星 ,应验了波德的预言 ,令人为之震惊 。
发现谷神星
1800 年 9 月 ,匈牙利天文学家弗朗兹 .冯 .扎克男爵率领另外二十三位天文学家组成 「天警队」 ,也展开了相同的探索行动 。
有一位没有收到邀请的天文学家朱塞普 .皮亚齐 ,他在 1801 年元旦那天 ,像平常一样观察星星 ,隔天 ,他发现有颗星星稍稍移动了一丁点 ,再隔一天 ,这颗星星又移动了 ,因此他有了新的发现 。
皮亚齐似乎确信自己发现了波德一直以来在寻找的那颗行星 。尽管皮亚齐忍不住向他人透露他的发现 ,但他深怕这个消息有任何闪失 ,提早走漏风声 ,他语带保留:
「我目前的发现是颗彗星 ,但由于它没有星云 、移动缓慢 ,相较于一般彗星 ,这颗星的运行更加规律 ,所以我推测可能更为惊人 。不过我绝不会提前公开我的推测 ,待我累积更多观察数据后 ,我便会开始计算它的轨道。 」
我们现在都知道皮亚齐看到的并非是天文学家引颈期盼的新星球 。但这个发现的确比找到彗星来得更惊人 ,因为皮亚齐发现的是人类史上的第一颗小行星──谷神星 。
消失的新星
顿时天文界掀起一股热潮 ,每个人都想要一份皮亚齐的观察报告 ,以便自己加入观察谷神星的行列 。一晚又一晚过去 ,这颗星观察起来倒也容易 ,每天都朝着同一个方向运行 ,移动的幅度也不大 。 但在几周之间 ,谷神星与地球虽然绕行太阳 ,却也愈靠愈近 ,天空太亮使得黯淡的谷神星难以观察 。
谷神星没入夕阳好几个月都没有再出现 ,而当时现有的策略 ,都不足以预测谷神星的走向 。一位数学天才对这个谜团很有兴趣 ,当时二十四岁的卡尔 . 弗里德里希 . 高斯即着手预测谷神星下次出现的位置 。
高斯想出了一个很复杂的方程式 ,并以多种估算法试图找出答案 ,以这些新的数学公式以及皮亚齐的观察数据为基础 ,高斯预测出谷神星的位置 。
小行星的贡献
就如同其他的小行星一样 ,透过望远镜 ,谷神星看起来和一般的恒星并没有什么不同 。
但是这颗新发现的 「行星」 似乎有些不对劲 ,它的亮度不如从前 ,看起来比其他行星小得许多 。找到谷神星的三个月后 ,德国天文学家奥伯斯又在火星和木星之间发现了另一颗 「行星」 ,名为智神星 。
威廉 .赫雪尔 (天王星的发现者) 开始怀疑谷神星和智神星并非行星或彗星 ,而是某种新的星体 ,他提议将这类星体称 asteroid (小行星) ,这个名字源于希腊文 ,意思是 「像恒星的」 ,因为小行星除了运行的方式与恒星不同之外 ,从望远镜上看来其他特征都极为相像 。 随着发现愈多的小行星 ,愈是让人觉得这些星体自成一个范畴 ,更加确立了赫雪尔的理论 。
而后也证明谷神星其实非常特别 ,它是内太阳系中最大的小行星 (编注: 谷神星升级为矮行星后 ,灶神星成为最大的小行星) ,直经约达 900 公里 。
将谷神星称为小行星而非行星 ,会让许多天文学家认为它好像不太重要 ,但谷神星无庸置疑是个大发现 ,它是人类史上第一颗小行星 ,也是第一个迹象显示太阳系不仅有行星 、卫星及彗星的存在 。
资料来源: 小行星猎人 (TED Books 系列)