人们寻找行星有哪些艰难的旅程?
很久以前就知道行星本身不会发光。古希腊人首先通过观察月球发现它只是一颗不发光的恒星。望远镜发明后,人们用它观察金星和水星也不能发光。所以推断所有的行星都不能发光,只能反射太阳光。
根据这一推论,我们可以得出一个结论:距离太阳越远的行星,其体积越小,因此接收的太阳光越少,反射的光也越少,我们从地面上观测这颗行星的可能性也就越小。如果土星之外还有其他行星,并且这颗行星的体积比土星小,那么它反射的太阳光可能会非常暗淡,在地球上无法观测到。另外,距离太阳越远的行星,其公转速度越慢,隐藏在其他恒星后面的时间也越长。
这一切现在看来都是显而易见的,但对于当时的天文学家来说,即使拥有天文望远镜等先进设备,他们仍然坚持认为所有的行星都可以“发出”强光,而那些在天空中闪烁的星星却没能引起他们的注意。事实上,他们完全忽略了那些恒星是行星的可能性。
1781年,终于意外发现了一颗新的行星。发现者的名字是威廉·赫歇尔,但是一个专业的音乐家热爱天文学。他一直想拥有一台天文望远镜,但是负担不起高昂的成本,于是自己做了一台,这台望远镜的性能比当时其他望远镜都要高。就是用这台自制的望远镜观察天空,威廉·赫歇尔意外地发现了一颗闪闪发光的恒星,从这颗恒星的圆盘状外形来看,非常像一颗行星,但它起初并没有引起威廉·赫歇尔的注意。他原本以为发现了一颗新的彗星,但是彗星拖着一条长长的“尾巴”,而且这颗新恒星的形状非常明显,在天空中的移动速度极其缓慢实用。后来,人们把它命名为天王星。它的公转半径大约是土星的两倍,也就是28.7亿公里,所以它反射的太阳光非常少,在地球上用肉眼几乎观察不到。
第八颗被发现的行星是海王星。与天王星不同,海王星是通过数学计算发现的。第一次尝试确定天王星的轨道是在1790年由让·巴普蒂斯特·德拉博里在发现该行星后做出的,但即使考虑到木星引力的影响,轨道也是相当不准确的。
英国数学家约翰·库奇·亚当斯和法国数学家于尔班·勒维尔进一步研究了天王星轨道的无序状态。亚当斯怀疑有什么东西把天王星拉离了它的轨道。1845+00年6月,他把自己的计算结果发给了英国天文学家乔治·埃勒里爵士,并描述了一颗可能的新行星的位置。埃勒里不认识这位年轻的数学家。按照当时的传统,他问了亚当斯一个简单的数学问题,以测试他的数学能力,但问题没有得到回答,此事就此搁置。对亚当斯和埃勒里来说不幸的是,亚当斯对行星位置的计算值只偏离正确值2度。
与此同时,不知道亚当斯做了什么的勒维尔也在研究同样的问题。然而他的计算结果离准确值只有1度。在宣传他的思想方面,勒维尔也比亚当斯更积极。他在6月出版了他的作品1846。埃勒里手里有亚当斯的计算结果,于是他给莱瓦尔发来了他一贯的问题——一道简单的数学题,用来测试莱瓦尔的数学能力。当Leverrell发回正确答案时,他相信自己做对了。这是一个真实的可能行星的计算结果。
埃勒里将莱瓦尔的信息传递给剑桥天文台台长查利斯,以便找到这颗所谓的行星。然而,此时很难(如果不是不可能的话)找到合适的星图,精度阻碍了在预测位置(水瓶座)发现行星。柏林天文台的乔纳斯·加利(Jonas Gali)和海因里希·路德维希·达里斯(Heinrich Ludwig Darrist)在致力于在查利斯发现这颗行星的一个月后,接受了莱瓦尔的请求,并于1846年9月23日检查了星座中的这个试验场。那天晚上,加里和达里尔发现了行星盘,海王星,以海洋之王命名。
土星轨道外行星的发现进一步激发了天文学家的探索热情。然而,人类仅用了一个世纪就发现了我们目前拥有的行星列表上的最后一颗行星。
冥王星的发现和海王星一样,是一次重大的探索,是在结束了多年的计算和思考之后完成的。在天王星和海王星轨道的讨论平息后,几位天文学家仍然认为此事并未结束,尤其是海王星Q受到了干扰。许多天文学家,包括威廉·h·皮克林和珀西瓦尔·洛威尔,都在追逐天文学的时尚。他们指出,第九行星的引力存在于海王星轨道之外(今天,我们已经明确指出,许多所谓的紊乱来自原始观测的误差;此外,当我们对冥王星的更近距离测量继续显示它比以前认为的要小时,天文学家已经明白海王星轨道的不规则性与冥王星无关。
事实上,正是洛厄尔行星扰动问题的解决导致了冥王星的实际发现。洛厄尔预测双子座有一颗行星,质量约为地球的6.6倍,是海王星轨道之外的“X行星”。洛厄尔在他的亚利桑那州天文台(现位于亚利桑那州弗拉格斯塔夫的洛厄尔天文台)对这颗未知天体进行了65,438+00年的检查,直到他在65,438+0,965,438+06年去世,也没能找到这颗行星。
洛厄尔的梦想并没有随着天文学家的去世而消失,他的三个忠实助手继续着他的工作,他们是V.M .西尔弗、C.D .兰普兰和E.C .西尔弗。
然而,由于财产诉讼和缺乏资金,继续这一探索遇到了困难。最后,在洛厄尔的侄子罗杰·洛厄尔·普特南的支持下,天文台在1929年换上了33mm照相望远镜(劳伦斯·洛厄尔望远镜,现称冥王星望远镜),可以拍摄12乘以12度的天空间隔的单张照片。探索始于双子座,但要克服这个星座(在银河系星雾附近)的恒星质量是个大问题。但是,仍然有希望显微镜中的闪烁类似于18世纪晚期摄影术出现时马克斯·沃尔夫发现小行星所用的显微镜。
从65438年到0929年,天文学家克里德·汤博在洛厄尔天文台致力于寻找海王星以外的行星。他在V.M .西尔弗的指导下工作。洛厄尔望远镜拍摄的成对照片与闪烁显微镜中的景色进行了比较。这台显微镜快速变换不同时间拍摄的同一星位的两个场景,运动的宇宙天体在固定的恒星背景下出现“闪烁”和来回跳跃。
冥王星是本世纪发现的唯一一颗行星,这就引出了一个非常激动人心的发现故事。65438+洛厄尔望远镜在0930年1月23日和29日晚上拍摄的图像最为重要。
汤博在他的《走出黑暗》(与帕特里克·摩尔合著)一书中写道:(1930)18年2月的早晨,我把65438+10月23日和65438+10月29日的摄影底片放在闪烁计数器上,从东半部开始。这是最幸运的决定。否则冥王星不会在1930年被发现。
那天下午4点之前,我覆盖了图像对的1/4。在我完成了水平录像带的左半部分后,我把水平滑动框转到了南北方向的中心线(我总是在图像居中后拍摄的底片上画一条细细的墨线)。我养成了在工作时把它们移到左边的习惯,这样我就不会忘记在有人打扰时该怎么做...我把目镜装置举到一条水平的带子上,在中心线上,我在目镜的小矩形视野中放置了一颗“三角形宝石”指示星。向左扫视了几个场景后,我将下一个场景转入视线。突然,我看到一个1/15视星等的图像在快速交替的视野中弹跳出来又消失了。然后我再看左边3 mm(或者0.125英寸)的其他图像,做同样的操作。“就是这样!”我大声对自己说。那么哪个图像属于哪个底片呢?我关掉了相机上的自动闪光灯,用一个小机械杆来回转动快门。右边的图像在第一张胶片上(65438+10月23日),视野中的左手是西方。然后,我把快门调到65438+10月29日的底片进行观察,这个图像出现在其他图像的左边。反向旋转也可以。如果偏移方向是向东,这些图像是分散的,或者是两个飘忽不定的恒星在交替改变状态时碰巧被捕捉到的图像。考虑到基板之间的距离,其平行位移表明该物体远在海王星轨道之外,或许在654.38+0亿英里之外!目标是一颗新行星,它位于海王星轨道之外,大约在这个距离。这一发现于3月1930日13公布,这颗大小约为2280公里(最新计算)的新行星被命名为冥王星,以冥界神话人物的名字命名。
在围绕太阳的八大行星和地球中,有五颗肉眼可见:水星、金星、火星、木星和土星。其他三颗行星——天王星、海王星和冥王星——不借助望远镜很难看到。
水星、金星、地球和火星有时被称为类地行星。因为它们很小,很密,很硬。因此,你可以在它们的表面着陆。木星、土星、天王星、海王星都是巨型气团,一点都不紧密,就像氢气和氦气球一样。如果你想降落在它们的表面,你会被卷入其中,最后被它强大的气流压碎。这些行星被称为类木星行星。另一方面,冥王星根本没有类别。又小又远,学习困难。它可能比木星更接近地球。