葉飛

太陽是離我們最近的一顆恒星，也是被我們研究得最多的天體。以太陽為中心的恒星系統(tǒng)被稱為太陽系，我們?nèi)祟愘囈陨娴牡厍虮愦嬖谄渲小牡厍蛏峡?，太陽高懸于空十分明亮，人類從睜眼看到這個世界開始，就和這顆古老的恒星日日相伴，它對于我們來說既熟悉又陌生。為了揭開這顆明亮天體的神秘面紗，人類對其展開了持續(xù)的探索。從“地心說”到“日心說”，再到測定太陽的大小以及與我們之間的距離，人們對太陽系的認識不斷深入，太陽系的疆界在人類的探索中也逐漸清晰起來。航天技術(shù)發(fā)展起來后，人類甚至開始探索起系外行星，這也使我們對太陽系甚至整個宇宙有了更加深刻的認識。今天，我們看到更多的是關(guān)于太陽系一些簡單的結(jié)論，但其實，得出這些結(jié)論的探索過程漫長而艱辛，是很多科學(xué)家智慧的累積。

早期，人類認為夜空中每顆星星的位置都是固定的.只有少數(shù)幾顆不安定的星星會在夜空中穿行，而它們的行進軌跡并不像太陽、月亮或其他恒星樣有跡可循， 即每24小時在頭頂循環(huán)一圈。這些自由散漫的夜空行者被稱為“行星”，在希臘語中的意思就是漫游者 ”。以“漫游者”這個名字來稱呼行星真是十分貼切，因為它們在天空中有時由東向西移動，有時又會反方向運行（行星做反向運動被稱為“逆行”）。

幾千年前，人們在天空中發(fā)現(xiàn)五位“漫游者”，它們分別是：水星、金星、火星、木星土星。在托勒密以地球為中心設(shè)想的宇宙體系中，從地球上看，五位“漫游者”的排序依次是水星、金星、火星、木星和土星。在這之后的故事大家可能都已經(jīng)很熟悉，就是哥白尼提出的日心說最終戰(zhàn)勝了地心說，從此人們認識到太陽才是太陽系的中心。在哥白尼的日心說中，地球也成了一顆圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的行星，因此行星的數(shù)量從之前的5顆變成了6顆。在那個時期，土星就是人們能夠認識到的最遠的行星，他們認為土星就是太陽系的邊界了。

是什么使人們認識到太陽系并不止于土星呢？那就是第七顆行星的發(fā)現(xiàn)1 1781年，天文學(xué)家威廉·赫歇爾在妹妹卡羅琳的協(xié)助下，發(fā)現(xiàn)了一顆新行星——天王星。捕獲新星看似是一個偶然事件，但其實這源于他們不斷的觀測和記錄，赫歇爾對天文觀測充滿熱情，而卡羅琳則是他在天文觀測上不可或缺的優(yōu)秀助手。他們不僅堅持觀測、記錄每顆星星的位置，還為了觀測更多更暗的星星、捕捉來自宇宙的光線，不斷改造升級望遠鏡。正因懷有這樣的熱忱，赫歇爾兄妹才能將人類的宇宙視野向前延伸一寸，使人類對太陽系的疆域有了新的認識。

天王星的發(fā)現(xiàn)不僅使太陽系的行星數(shù)量發(fā)生變化，更為重要的是，人們開始關(guān)注太陽系的疆域，產(chǎn)生了開疆拓土一般的興奮。人們?nèi)滩蛔∠胩栂档降子卸啻?？它里面究竟還有多少未被發(fā)現(xiàn)的行星？天文學(xué)家們躍躍欲試，一場聲勢浩大的尋找新行星的活動拉開序幕。很快，一位名為皮亞齊的天文學(xué)家有了新發(fā)現(xiàn)，其他天文學(xué)家便圍繞這個發(fā)現(xiàn)努力探尋著新的天體，著名的數(shù)學(xué)家高斯用數(shù)學(xué)方法計算出了這個新天體的軌道，確認這顆位于火星與木星之間的天體的確是一顆行星，并將其命名為“谷神星”。當(dāng)人們還沉浸在發(fā)現(xiàn)新行星的喜悅中時，三個月后又有天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆與谷神星相似的新行星——智神星。這樣的發(fā)現(xiàn)速度突然令人們疑惑了：一下子就冒出兩顆新行星，這是不是也來得太過容易了？！而且像谷神星這樣離地球如此近的行星，它的亮度為什么比遙遠的天王星還要暗？此時，赫歇爾站出來聲稱：新發(fā)現(xiàn)的這兩顆星體因為太小，并不具備行星資格，頂多稱其為“小行星”。不僅如此，赫歇爾還給出證據(jù)證明這兩顆小行星的直徑只有200多千米，還不到月球的十分之一！ （當(dāng)然現(xiàn)在我們知道這兩顆小行星的大小遠比赫歇爾估計得要大，可是仍比月球小很多。） 盡管赫歇爾拿出了證據(jù)證明谷神星和智神星沒有資格成為行星，但是天文學(xué)家們都不愿意放棄已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的新行星，直到后來在火星與木星之間的區(qū)域再次捕獲一顆新行星——婚神星，人們才開始接受赫歇爾的提議，統(tǒng)一將它們稱作小行星。其實，在火星與木星之間存在著成千上萬顆像谷神星這樣的小行星，它們同樣環(huán)繞著太陽運行.這塊區(qū)域就是小行星帶。 小行星帶的發(fā)現(xiàn)并未帶來疆域的擴張，直到第八顆行星一海 王星的發(fā)現(xiàn)，太陽系的疆域才在人類視野中再次拓寬。如果說天王星靠“眼”觀測所得，那么海王星則是靠”腦”計算所得。為什么這么說呢？因為1821年法國天文學(xué)家布瓦爾發(fā)表了《天王星星表》，其中描述了他根據(jù)牛頓定律計算出的天王星軌道。但這個計算結(jié)論與實際觀測的結(jié)果相差巨大。天王星軌道的不規(guī)則性表明，它受到了另外一顆星的引力作用，這顆星就是更遠的太陽系第八大行星——海王星。直到1845年，法國天文學(xué)家勒威耶和英國天文學(xué)家約翰·庫奇·亞當(dāng)斯分別利用布瓦爾的數(shù)據(jù)計算出第八顆行星的位置。1846年9月23日，他們用望遠鏡對準預(yù)測地點，如期發(fā)現(xiàn)了海王星的蹤跡。海王星的發(fā)現(xiàn)不僅證實了布瓦爾的理論，還成為牛頓定律具有普適性的有力證據(jù)。自海王星被發(fā)現(xiàn)后，天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家紛紛陷入狂熱，他們都想通過計算的手段再次尋獲新行星。無數(shù)的預(yù)言涌現(xiàn)，太陽系的邊界在人們的想象中無限擴大。

美國天文學(xué)家、羅威爾天文臺的創(chuàng)辦者羅威爾畢生都在尋找第九大行星，他把要找尋的新行星稱作“X行星”，但遺憾的是羅威爾直至去世也沒有實現(xiàn)找到X行星的心愿。羅威爾手里所有的資料都交由外甥管理，而他的外甥招募了一位農(nóng)家少年湯博來協(xié)助自己找尋新行星。年輕的湯博乘坐火車來到羅威爾天文臺，正式成為天文臺的一名觀測助手，在這里開始了他的尋星之路。

湯博一邊拍攝星空的不同天區(qū)，一邊做對比，功夫不負有心人，他終于在一張照片上發(fā)現(xiàn)了一個暗淡的天體，他對這一天體做了仔細的驗證，在最終確定自己發(fā)現(xiàn)的就是X行星之后，湯博興奮不已。此消息一出，很快便有天文學(xué)家找上門來，與他一起進行查驗。最終在1930年3月13日，羅威爾天文臺正式發(fā)布了發(fā)現(xiàn)X行星的消息。巧合的是，赫歇爾發(fā)現(xiàn)天王星的日子正是149年前的這一天。發(fā)現(xiàn)第九大行星的消息轟動了世界，羅威爾天文臺陸續(xù)收到來自世界各地1 000多條關(guān)于X行星的命名建議，最后天文臺采用了英國一位11歲女孩的建議，以古羅馬神話中的冥王普路托命名此行星。

就這樣，“太陽系九大行星”的說法從此家喻戶曉，誰都沒有想到，幾十年后，冥王星會遭遇被開除大行星行列的尷尬。至于開除的原因，首先，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)冥王星的軌道與其他行星十分不同，它的軌道更為橢圓，并且軌道有傾斜，傾角還很大。其次，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)冥王星十分暗淡，它的視星等只有15等左右，即使在望遠鏡中也無法顯示一顆行星該有的一個圓面。與此同時，它的個頭兒也比其他8顆行星小得多，它的質(zhì)量只有地球質(zhì)量的0.21%。而且自2000年以來，天文學(xué)家在太陽系邊緣、海王星外側(cè)的柯伊伯帶中不斷發(fā)現(xiàn)新天體，其個頭兒越來越大，特別是2005年發(fā)現(xiàn)的鬩神星.當(dāng)時被認為比冥王星更大?；谶@些原因 ，冥王星成了一個美麗的誤會，2006年8月24日，在第26屆國際天文學(xué)聯(lián)合會上通過決議，由天文學(xué)家以投票方式，正式將冥王星劃為矮行星（介于大行星和小行星之間），從九大行星之中除名。

雖然冥王星遭遇了這個誤會，但它的發(fā)現(xiàn)拓展了人們對太陽系邊界的認識，而且自冥王星被發(fā)現(xiàn)后， 人們?yōu)榱伺逄栂颠吔绲膯栴} ，開始從太陽系的誕生進行思考，并且得出結(jié)論一太陽在誕生之初， 周圍的氣體和塵埃開始形成盤狀結(jié)構(gòu)，在這些塵埃盤中存有大量的碎石和冰塊 ，行星也就是從這些碎石和冰塊的碰撞 中誕生的。既然是塵埃盤，那太陽系的邊界不會自行消 散嗎？海王星所在的軌道之外是否也存在著一個像火星與木星之間那樣的小天體帶呢？天文學(xué)家柯伊伯也認為在外太陽系應(yīng)該存在一一個特殊的區(qū)域，這個區(qū)域是一條圍繞著太陽系由小碎冰和石塊構(gòu)成的環(huán)帶，而這些碎冰因為過于分散，并不能形成大行星，冥王星就正好在這一個環(huán)帶中運行。后來，這條由冰塊和碎石構(gòu)成的環(huán)帶就被稱為柯伊伯節(jié)?，F(xiàn)在柯伊伯帶可熱鬧了，人們已經(jīng)在柯伊伯帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)了近1000顆冰封天體，如創(chuàng)神星、妊神星、鳥神星等。所以，身處柯伊伯帶的冥王星也只是一顆由冰封巖石構(gòu)成的柯伊伯天體。

自赫歇爾發(fā)現(xiàn)天王星，太陽系的疆界被重新定義后，人們對尋找太陽系邊界的熱情從未間斷。因為往往一個問題解決了 緊接著又會產(chǎn)生一個新問題?？乱敛畮墙K點嗎？現(xiàn)在看來也不是，因為在柯伊伯帶被預(yù)測并證實后，人們又產(chǎn)生了新的疑問一彗星從哪里來？準確地說是長周期彗星來自哪里？因為彗星有自己的軌道，并按軌道的長短分為短周期彗星和長周期彗星。由于已知短周期彗星都來自柯伊伯帶，所以人們開始把目光投向長周期彗星。荷蘭天文學(xué)家揚：奧爾特認為，我們的太陽系位于一個巨大的彗星云團之中，那里應(yīng)該就是長周期彗星的家園。后來.這個彗星云團就被命名為奧爾特云。不同于我們已知的太陽系，奧爾特云對于人類來說十分陌生，它是一個假設(shè)包圍著太陽系的球狀云團，如今被認為有可能來自奧爾特云的天體是編號為90377號的小行星。也許有一天， 人類能夠開展星際旅行，可以自由往來于星際之間時，我們大概就能見到奧爾特云的真面目了吧！

此時，讓我們一起來回想一下人類探索太陽系邊界的歷程，從人們最早知道的五大行星，再到后來不斷擴展的認知，短短200多年的時間里，人類對于太陽系疆界的認知遠遠超過前人所想的幾十倍。就像之前提到的，會不斷有新的問題出現(xiàn)在我們面前，這篇文章雖然要結(jié)束了，可是人類探索太陽系邊界的事業(yè)還未結(jié)束，也許未來，你也會成為探索太陽系的一員！

知識鏈接

目前已知太陽系的邊界在哪里？

如果以行星作為結(jié)束的地方，那么太陽系的邊界是海王星。

如果以太陽的磁場作為邊界，那么太陽系的邊界是日球?qū)印?/p>

如果以太陽的引力影響作為邊界，那么太陽系的邊界是奧爾特云。