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天文科學專題營丨冥王星是怎麼被發現的,你知道嗎?

(作者/劉博洋 )

俗話說:“上知天文, 下知地理”, 在以前, 通曉天文和地理一直被人們認為是博學的象徵, 而就天文學本身而言, 它也是一門神秘、有意思的學科。 因此, 每年青少年高校科學營, 北京大學分營都會承辦天文科學專題營, 帶營員們探索日月星辰。

今天我們也來走進天文學, 瞭解一下人們發現冥王星背後的故事。

冥王星, 圖片來源網路

發現海王星和天王星

古人很早就注意到, 天空中除了似乎恒久不變的無盡星場, 還有那麼幾個不老實的“漫遊者” — 行星。 東漢時期發明地動儀的天文學家張衡在《靈憲》中曾寫道:“凡文耀麗乎天, 其動者七, 日月五星是也。 ”這裡提到的“五星”就是我們熟悉的幾顆太陽系大行星:水星、金星、火星、木星和土星。 在人類歷史長河的大部分時間, 這五顆行星(在“日心說”大行於世之後)再加上地球, 是人們對太陽系行星家族的全部認知。

直到1781年, 一個名叫威廉·赫歇爾的德裔英國天文學家, 用他自製的反射式望遠鏡, 發現了一個淡藍色、具有行星般小圓面的新天體, 起初他以為這是一顆彗星, 然而他的天文學家朋友圈中, 很快就有人指出, 這顆新天體的軌道幾乎是正圓, 而它的軌道比土星還遠 , 這是一顆新的行星!這是在“日月五星”之後, 人類第一次發現太陽系的新邊疆。 這顆新行星, 被人們以希臘神話中主管天界的神明之名命名為“天王星”。

轉眼過了半個多世紀, 天王星自發現以來, 繞太陽公轉也差不多一周了。 人們發現, 天王星在天上的位置, 似乎總與牛頓力學預報的不大相符 , 是牛頓錯了麼?人們並不這樣認為。 英國數學家約翰·亞當斯和法國數學家奧本·勒維耶在1846年夏天幾乎同時發表文章,

指出天王星運行的“異常”, 應該是由其附近另一個還沒有被發現的行星對它的引力影響導致。 他們分別計算出這顆未知行星的可能位置, 提請各天文臺在預測範圍內觀測尋找。 果不其然, 只用了幾個月的時間, 新柏林天文臺就在這年的9月在預測區域附近發現了這顆“筆尖上的行星”——它被命名為“海王星”。

湯博發現冥王星

海王星的發現, 讓牛頓力學 “偉大、光榮、正確”的形象更加深入人心。 人們不禁期待, 太陽系中會不會還有更多的行星等待人們去發現?又是半個多世紀。 20世紀初, 一個土豪天文學家帕西瓦爾·羅威爾認為, 海王星的軌道也跟預測的不大一樣, 他斷定在海王星之外,

還有一顆尚未被發現的 “X行星” 。 這位曾經率先發現火星上有“運河” 一樣的溝塹、引發科幻文學 “火星人” 幻想狂潮的土豪大叔, 建立了自己的 “羅威爾天文臺” , 開始認真搜尋起來, 遺憾的是, 直到去世他還沒有找到。 同一時期, 另一位美國天文學家威廉·皮克林也基於同樣的理由, 預測海王星之外他所謂 “O行星” 的存在, 然而他動用美國威爾遜山天文臺的望遠鏡進行搜尋, 同樣一無所獲。

帕西瓦爾 · 羅威爾

羅威爾去世十年之後, 羅威爾天文臺接到了一封年輕人的來信。 來信者名叫克萊德·湯博, 是美國堪薩斯州一個20歲的農家孩子。 他16歲失學, 其父親為了讓他繼續自己的天文理想, 打工為他掙出造一架望遠鏡的錢。 湯博給羅威爾天文臺寄去的信, 就是用這台自製望遠鏡觀測描繪的月面和行星畫像。 這封信, 為湯博換來了羅威爾天文臺的一份工作——繼承羅威爾的遺願, 繼續搜尋“X行星”。

湯博用一台口徑33釐米的望遠鏡對天空中各個可能位置拍照, 並用一台“閃視比較鏡”對觀測結果進行觀察。 在這種閃視比較鏡下,切換兩張同一天區先後相隔幾天拍攝的照片時,人眼對位置固定不動的恒星並不敏感,卻容易發現其中個別位置發生顯著變化的小亮點——它們就是行星、小行星、彗星等太陽系天體。

1930年2月18日,湯博迎來了他一生中最閃亮的時刻:在雙子座境內的黃道附近,一個在幾天之內顯著移動的光點引起他的注意。經過計算,這是一顆比海王星更遙遠的行星,羅威爾苦苦追尋的“X行星”或許就是它,而它也就是冥王星了。

怎麼樣,同學們現在知道冥王星是怎麼被發現的了吧!天文學是一門很高深,能滿足你好奇心的學問。如果你喜歡天文學,對宇宙充滿好奇,喜歡探索未知,那麼不妨到天文學專題營體驗和感受一番。

本文來源《知識就是力量》雜誌

在這種閃視比較鏡下,切換兩張同一天區先後相隔幾天拍攝的照片時,人眼對位置固定不動的恒星並不敏感,卻容易發現其中個別位置發生顯著變化的小亮點——它們就是行星、小行星、彗星等太陽系天體。

1930年2月18日,湯博迎來了他一生中最閃亮的時刻:在雙子座境內的黃道附近,一個在幾天之內顯著移動的光點引起他的注意。經過計算,這是一顆比海王星更遙遠的行星,羅威爾苦苦追尋的“X行星”或許就是它,而它也就是冥王星了。

怎麼樣,同學們現在知道冥王星是怎麼被發現的了吧!天文學是一門很高深,能滿足你好奇心的學問。如果你喜歡天文學,對宇宙充滿好奇,喜歡探索未知,那麼不妨到天文學專題營體驗和感受一番。

本文來源《知識就是力量》雜誌

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